JP2011041573A - Composition and method for enhancing synthesis of nucleic acid molecule - Google Patents

Composition and method for enhancing synthesis of nucleic acid molecule Download PDF

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ウ−ボ リ,
Joel A Jessee
ジョエル エイ. ジェシー,
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デイビッド スチュスター,
Jiulin Xia
ジューリン ザイア,
Gulilat Gebeyehu
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide compositions and methods for enhancing synthesis of nucleic acid molecules, particularly GC-rich nucleic acid molecules. <P>SOLUTION: The compositions comprise one or more nitrogen-containing organic compounds selected from the group consisting of specific constitutional formulae (or salts or derivatives thereof), preferably 4-methylmorpholine N-oxide or betaine (carboxymethyltrimethylammonium), and further comprises one or more compounds selected from the group consisting of proline and an N-alkylimidazole compound, and more preferably proline, 1-methylimidazole or 4-methylimidazole. The invention further relates to methods for high-fidelity synthesis of nucleic acid molecules, including via amplification, reverse transcription, and sequencing. The invention also relates to nucleic acid molecules synthesized by these methods or derivatives thereof, and to vectors and host cells comprising such nucleic acid molecules or derivatives. The invention also relates to kits for synthesizing, amplifying, reverse transcribing, or sequencing nucleic acid molecules comprising one or more of the compositions. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

(発明の背景)
(発明の分野)
本発明は、分子生物学および細胞生物学の分野にある。本発明は、一般に核酸分子、特にGCリッチ核酸鋳型の合成を増強するのに有用な化合物、組成物、および方法に関する。特に、本発明は、式Iおよび式IIからなる群より選択される式を有する1つ以上の化合物を含む組成物を提供する。好ましくは、4−メチルモルホリンN−オキシド、ベタイン(カルボキシメチルトリメチルアンモニウム)、任意のアミノ酸(またはその誘導体)、および/またはN−アルキルイミダゾール(例えば、1−メチルイミダゾールまたは4−メチルイミダゾール)が本発明に従って使用される。好ましい局面において、2つ以上の、3つ以上の、4つ以上などの本発明の化合物が組み合わされ、核酸合成を容易にする。
(Background of the Invention)
(Field of Invention)
The present invention is in the fields of molecular biology and cell biology. The present invention relates generally to compounds, compositions and methods useful for enhancing the synthesis of nucleic acid molecules, particularly GC-rich nucleic acid templates. In particular, the present invention provides a composition comprising one or more compounds having a formula selected from the group consisting of Formula I and Formula II. Preferably, 4-methylmorpholine N-oxide, betaine (carboxymethyltrimethylammonium), any amino acid (or derivative thereof), and / or N-alkylimidazole (eg 1-methylimidazole or 4-methylimidazole) is present. Used according to the invention. In preferred aspects, two or more, three or more, four or more, etc. compounds of the invention are combined to facilitate nucleic acid synthesis.

本発明はまた、本発明の1つ以上の化合物、ならびに(i)1つ以上の核酸分子(核酸の鋳型を含む)、(ii)1つ以上のヌクレオチド、(iii)1つ以上のポリメラーゼまたは逆転写酵素、および(iv)1つ以上の緩衝塩からなる群より選択される1つ以上のさらなる成分を含む組成物に関する。   The invention also includes one or more compounds of the invention, and (i) one or more nucleic acid molecules (including nucleic acid templates), (ii) one or more nucleotides, (iii) one or more polymerases or It relates to a composition comprising reverse transcriptase, and (iv) one or more additional components selected from the group consisting of one or more buffer salts.

本発明のこれらの化合物および組成物は、増幅(特に、PCR)、逆転写、および配列決定による方法を含む、核酸分子の増強された、高忠実度の合成のための方法において使用され得る。本発明はまた、これらの方法によって生成される核酸分子、フラグメントもしくはそれらの誘導体、ならびにこのような核酸分子、フラグメント、もしくは誘導体を含むベクターおよび宿主細胞に関する。本発明はまた、所望のポリペプチドを産生するこのような核酸分子の使用に関する。本発明はまた、本発明の組成物または化合物を含むキットに関する。   These compounds and compositions of the invention can be used in methods for enhanced, high fidelity synthesis of nucleic acid molecules, including methods by amplification (particularly PCR), reverse transcription, and sequencing. The invention also relates to nucleic acid molecules, fragments or derivatives thereof produced by these methods, and vectors and host cells containing such nucleic acid molecules, fragments or derivatives. The invention also relates to the use of such nucleic acid molecules to produce the desired polypeptide. The invention also relates to a kit comprising a composition or compound of the invention.

(関連分野)
(ゲノムDNA)
生物体、組織または細胞の構造および生理を試験する際、それらの遺伝的内容を決定することがしばしば所望される。生物体の遺伝的骨格(すなわち、ゲノム)は、生物体の体細胞および生殖細胞中に含まれるデオキシリボ核酸(DNA)中のヌクレオチド塩基の二本鎖配列においてコードされる。DNAの特定のセグメント、すなわち遺伝子の遺伝的内容は、この遺伝子が最終的にコードするタンパク質の生成によってのみ発現される。タンパク質を生成するために、DNA二重らせんの1本の鎖の相補的なコピー(「センス」鎖)が、ポリメラーゼ酵素によって生成され、その結果、メッセンジャーリボ核酸(mRNA)の特異的な配列が生じる。次いでこのmRNAは、細胞のタンパク質合成機構によって翻訳され、その結果、この遺伝子によってコードされる特定のタンパク質の生成が生じる。構造的、調節的または未知の機能の役割を果たし得るタンパク質をコードしないゲノム(すなわち、「非コード」領域)においてさらなる配列が存在する。従って、生物体または細胞のゲノムは、介在性非コードDNA配列とともにタンパク質コード遺伝子の完全な収集である。重要なことに、多細胞生物の各体細胞は、病巣感染または癌の場合を除いて、生物体のゲノムDNAの完全な相補体を含み、ここで、異種の1つ以上のDNA配列が特定の細胞のゲノムDNAに挿入され得、そしてその生物体の他の非感染細胞には挿入されないかもしれない。しかし以下に述べるように、ゲノムDNAを構成する遺伝子の発現は、個々の細胞の間で変化し得る。
(Related fields)
(Genomic DNA)
When examining the structure and physiology of an organism, tissue or cell, it is often desirable to determine their genetic content. The genetic backbone (ie, genome) of an organism is encoded in a double-stranded sequence of nucleotide bases in deoxyribonucleic acid (DNA) contained in the somatic and germ cells of the organism. A particular segment of DNA, ie the genetic content of a gene, is expressed only by the production of the protein that this gene ultimately encodes. To produce a protein, a complementary copy (“sense” strand) of one strand of a DNA double helix is generated by the polymerase enzyme, resulting in the specific sequence of messenger ribonucleic acid (mRNA). Arise. This mRNA is then translated by the cellular protein synthesis machinery, resulting in the production of the specific protein encoded by this gene. There are additional sequences in the genome (ie, “non-coding” regions) that do not encode proteins that can play a structural, regulatory or unknown function role. Thus, the genome of an organism or cell is a complete collection of protein-coding genes along with intervening non-coding DNA sequences. Importantly, each somatic cell in a multicellular organism, except in the case of focal infection or cancer, contains a complete complement of the organism's genomic DNA, where one or more heterologous DNA sequences are identified. May be inserted into the genomic DNA of other cells and may not be inserted into other non-infected cells of the organism. However, as described below, the expression of the genes making up the genomic DNA can vary between individual cells.

(cDNAおよびcDNAライブラリー)
所定の細胞、組織、または生物内には、無数のmRNA種が存在し、各々が別々のかつ特定のタンパク質をコードする。この事実は、組織または細胞における遺伝子発現を研究することに興味を抱く研究者に対して強力なツールを提供する。mRNA分子は、種々の分子生物学的技法により単離され、そしてさらに操作され得、それにより、細胞、組織、または生物の完全に機能的な遺伝子含有量の評価を可能にする。
(CDNA and cDNA library)
There are a myriad of mRNA species within a given cell, tissue, or organism, each encoding a separate and specific protein. This fact provides a powerful tool for researchers interested in studying gene expression in tissues or cells. mRNA molecules can be isolated and further manipulated by a variety of molecular biology techniques, thereby allowing an assessment of the fully functional gene content of a cell, tissue, or organism.

遺伝子発現の研究に対する1つの一般的なアプローチは、相補的DNA(cDNA)クローンの産生である。この技術において、ある生物由来のmRNA分子は、その生物の細胞または組織の抽出物から単離される。この単離は、しばしば、デオキシチミジン(dT)のオリゴマーがそこに複合体化される固相クロマトグラフィーマトリックス(例えば、セルロースまたはヒドロキシアパタイト)を利用する。全ての真核生物mRNA分子上の3’末端は、一繋ぎのデオキシアデノシン(dA)塩基を含み、そしてdAはdTに結合するので、mRNA分子は、組織または細胞抽出物における他の分子および物質から迅速に精製され得る。これらの精製されたmRNA分子から、cDNAコピーが、酵素リバーストランスクリプターゼ(逆転写酵素)を使用して作製され得る。これにより、一本鎖cDNA分子が産生される。次いで、一本鎖cDNAは、オリジナルのmRNA(従って、このmRNAをコードするオリジナルの二本鎖DNA配列であって、その生物のゲノムに含まれるもの)の完全な二本鎖DNAコピーに、DNAポリメラーゼの作用によって変換され得る。次いで、タンパク質特異的二本鎖cDNAは、プラスミドに挿入され得、これは次いで宿主細菌細胞へと導入される。次いで、細菌細胞は、培養培地において増殖され、目的の遺伝子を含有する(または、多くの場合、発現する)細菌細胞の集団を生じる。   One common approach to gene expression studies is the production of complementary DNA (cDNA) clones. In this technique, mRNA molecules from an organism are isolated from extracts of the organism's cells or tissues. This isolation often utilizes a solid phase chromatography matrix (eg, cellulose or hydroxyapatite) to which an oligomer of deoxythymidine (dT) is complexed. Since the 3 ′ end on all eukaryotic mRNA molecules contains a stretch of deoxyadenosine (dA) bases and dA binds to dT, the mRNA molecule is another molecule and substance in tissue or cell extracts. Can be rapidly purified. From these purified mRNA molecules, cDNA copies can be made using the enzyme reverse transcriptase (reverse transcriptase). This produces a single stranded cDNA molecule. The single stranded cDNA is then converted into a complete double stranded DNA copy of the original mRNA (and thus the original double stranded DNA sequence encoding this mRNA, which is contained in the organism's genome). It can be converted by the action of a polymerase. The protein specific double stranded cDNA can then be inserted into a plasmid, which is then introduced into the host bacterial cell. The bacterial cells are then grown in culture medium, resulting in a population of bacterial cells containing (or often expressing) the gene of interest.

この全プロセス(mRNAの単離からcDNAのプラスミドへの挿入から、単離された遺伝子を含有する細菌集団の増殖まで)は、「cDNAクローニング」と呼ばれる。cDNAが多くの異なるmRNAから調製される場合、cDNAの得られるセットは、「cDNAライブラリー」と呼ばれ、供給源の細胞、組織、または生物に存在する異なる機能的(すなわち、発現された)遺伝子を表す。これらのcDNAライブラリーの遺伝子型分析は、それらが由来する生物の構造および機能に関する多くの情報を生み出し得る。   This entire process (from isolation of mRNA to insertion of cDNA into a plasmid to propagation of a bacterial population containing the isolated gene) is called “cDNA cloning”. When cDNA is prepared from many different mRNAs, the resulting set of cDNAs is referred to as a “cDNA library” and is different functional (ie, expressed) present in the source cell, tissue, or organism. Represents a gene. Genotyping of these cDNA libraries can produce a lot of information about the structure and function of the organism from which they are derived.

(DNA増幅)
サンプル中のDNAの特定の配列のコピー数を増大させる、すなわち「増幅」させるために、研究者らは、多くの増幅技術に依存してきた。一般的に使用される増幅技術は、Mullisおよびその共同研究者らの記載するポリメラーゼ連鎖反応(「PCR」)法(米国特許第4,683,195号;同第4,683,202号;および同第4,800,159号)である。この方法は、増幅されるべきDNA配列上の対立する領域に相補的である「プライマー」配列を使用する。これらのプライマーは、DNA標的サンプルに、モル濃度過剰のヌクレオチド塩基およびDNAポリメラーゼ(例えば、Taqポリメラーゼ)とともに添加され、そしてそのプライマーは、それらの標的に塩基特異的結合相互作用(すなわち、アデニンはチミンに、シトシンはグアニンに結合する)を介して結合する。温度を増大させ、そして低下させるサイクルにその反応混合物を繰り返し通す(標的配列上の2つのDNA鎖の解離、ポリメラーゼによる各鎖の相補コピーの合成、および新たな相補鎖の再アニーリングを可能にするため)ことによって、DNAの特定の配列のコピー数が迅速に増大され得る。
(DNA amplification)
Researchers have relied on many amplification techniques to increase, or “amplify,” the copy number of a particular sequence of DNA in a sample. Commonly used amplification techniques include the polymerase chain reaction (“PCR”) method described by Mullis and co-workers (US Pat. Nos. 4,683,195; 4,683,202; and No. 4,800,159). This method uses “primer” sequences that are complementary to opposing regions on the DNA sequence to be amplified. These primers are added to the DNA target sample with a molar excess of nucleotide bases and DNA polymerase (eg, Taq polymerase), and the primers are base-specific binding interactions (ie, adenine is thymine) to their targets. In addition, cytosine binds via guanine). Repeat the reaction mixture through cycles of increasing and decreasing temperature (allowing dissociation of the two DNA strands on the target sequence, synthesis of complementary copies of each strand by polymerase, and reannealing of the new complementary strand) The number of copies of a particular sequence of DNA can be rapidly increased.

標的核酸配列の増幅についての他の技術がまた、開発されている。例えば、Walkerら(米国特許第5,455,166号;EP0684315)は、Strand Displacement Amplification(SDA)と呼ばれる方法を記載し、これは、単一の温度で操作され、そして標的DNA配列の一本鎖フラグメント(これは、次いで、相補DNA(cDNA)鎖を産生するための鋳型として役立つ)を生成する酵素のポリメラーゼ/エンドヌクレアーゼの組み合わせを使用する点で、PCRとは異なる。核酸配列に基づく増幅(Nucleic Acid Sequence−Based Amplification(NASBA))と呼ばれる代替の増幅手順は、Daveyら(米国特許第5,409,818号;EP0329822)に開示される。SDAと同様に、NASBAは、等温反応を使用するが、PCRまたはSDAにおけるようなDNAプライマーではなく、増幅のためにRNAプライマーの使用に基づいている。別の公知の増幅手順には、Berningerら(米国特許第5,194,370号)に記載されるプロモーター連結活性化転写酵素(Promoter Ligation Activated Transcriptase(LAT))が含まれる。   Other techniques for amplification of target nucleic acid sequences have also been developed. For example, Walker et al. (US Pat. No. 5,455,166; EP 0684315) describe a method called Strand Displacement Amplification (SDA), which is operated at a single temperature and is a single target DNA sequence. It differs from PCR in that it uses an enzyme polymerase / endonuclease combination that produces a strand fragment, which in turn serves as a template to produce a complementary DNA (cDNA) strand. An alternative amplification procedure called Nucleic Acid Sequence-Based Amplification (NASBA) is disclosed in Davey et al. (US Pat. No. 5,409,818; EP0329822). Like SDA, NASBA uses an isothermal reaction but is based on the use of RNA primers for amplification rather than DNA primers as in PCR or SDA. Another known amplification procedure includes the promoter ligated activated transcriptase (LAT) described by Berninger et al. (US Pat. No. 5,194,370).

(PCRに基づくDNAフィンガープリンティング)
種々の増幅技術が利用可能であるにもかかわらず、ほとんどのDNAフィンガープリンティング法は、増幅についてはPCRに依存し、この技術について利用可能である十分に特徴づけられたプロトコルおよび自動化を利用する。これらのPCRに基づくフィンガープリンティング技術の例には、ランダム増幅化多型DNA(Random Amplified Polymorphic DNA(RAPD))分析(Williams,J.G.K.ら、Nucl.Acids Res.18(22):6531−6535(1990))、任意のプライマーPCR(Arbitrarily Primed PCR)(AP−PCR;Welsh,J.,およびMcClelland,M.,Nucl.Acids Res.18(24):7213−7218(1990))、DNA増幅フィンガープリント法(DNA Amplification Fingerprinting)(DAF;Caetano−Anollesら、Bio/Technology 9:553−557(1991))、およびミニサテライト領域DNAのマイクロサテライトPCRまたは直接的増幅(Directed Amplificatoin of Minisatellite−region DNA)(DAMD;Heath,D.D.ら、Nucl.Acids Res.21(24):5782−5785(1993))が含まれる。これらの方法の全ては、任意に選択されたプライマーを使用するPCRによるランダムDNAフラグメントの増幅に基づく。
(DNA fingerprinting based on PCR)
Despite the availability of various amplification techniques, most DNA fingerprinting methods rely on PCR for amplification and utilize well-characterized protocols and automation available for this technique. Examples of these PCR-based fingerprinting techniques include Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) analysis (Williams, JGK, et al., Nucl. Acids Res. 18 (22): 6531-6535 (1990)), Arbitrary Primed PCR (AP-PCR; Welsh, J., and McClelland, M., Nucl. Acids Res. 18 (24): 7213-7218 (1990)) , DNA Amplification Fingerprinting (DAF; Caetano-Anoles et al., Bio / Technology 9: 553). -557 (1991)), and microsatellite PCR or direct amplification of minisatellite-region DNA (DAMD; Heath, DD et al., Nucl. Acids Res. 21 (24): 5782-5785 (1993)). All of these methods are based on amplification of random DNA fragments by PCR using arbitrarily selected primers.

(DNA配列決定)
一般に、2つの技術は、核酸を配列決定するために伝統的に使用されてきた。その共同開発者(Maxam,A.M.およびGilbert,W.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 74:560−564、1977)にちなんで「マキサムおよびギルバート配列決定法」と呼ばれる第一の方法においては、DNAが放射標識され、4つのサンプルに分割され、そしてDNA中の特定のヌクレオチド塩基を選択的に破壊し、そして損傷部位で分子を切断する化学物質で処理される。得られるフラグメントをゲル電気泳動により明確なバンドへと分離し、そしてそのゲルをX線フィルムに曝露することによって、オリジナルのDNA分子の配列がそのフィルムから読みとられ得る。この技術は、特定の複雑なDNA分子(霊長類ウイルスSV40(Fiers,W.ら、Nature 273:113−120,1978;Reddy,V.B.,ら、Science 200:494−502,1978)、および細菌プラスミドpBR322(Sutcliffe,G.,Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol.43:444−448,1975)を含む)の配列を決定するために使用されてきた。
(DNA sequencing)
In general, two techniques have traditionally been used to sequence nucleic acids. The first called “Maxam and Gilbert Sequencing” after its co-developer (Maxam, AM and Gilbert, W., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74: 560-564, 1977) In the method, DNA is radiolabeled, divided into four samples, and treated with chemicals that selectively destroy specific nucleotide bases in the DNA and cleave molecules at the site of damage. By separating the resulting fragments into distinct bands by gel electrophoresis and exposing the gel to X-ray film, the original DNA molecule sequence can be read from the film. This technique involves the use of certain complex DNA molecules (primate virus SV40 (Fiers, W. et al., Nature 273: 113-120, 1978; Reddy, V.B., et al., Science 200: 494-502, 1978), And the sequence of bacterial plasmid pBR322 (including Sutcliffe, G., Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 43: 444-448, 1975).

その開発者(Sanger,F.,およびCoulson,A.R.,J.Mol.Biol.94:444,448,1975)にちなんで「サンガー配列決定法」と命名された配列決定のための代替の技術は、より一般的に利用される。この方法は、DNAポリメラーゼのDNA合成活性を使用し、これは、反応終結ジデオキシヌクレオシドトリホスフェート(Sanger,F.,ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 74:5463−5467,1977)および短いプライマー(そのいずれかが検出可能に標識され得る)の混合物と合わせた場合、4つのジデオキシ塩基の1つで特異的に終結された一連の新たに合成されたDNAフラグメントを生じる。次いで、これらのフラグメントは、ゲル電気泳動によって分離され、そしてその配列が、上記のマキサムおよびギルバート配列決定法について記載したように決定される。4つの別々の反応(各ddNTPについて一回)を行うことにより、かなり複雑なDNA分子の配列でさえ、迅速に決定され得る(Sanger,F.,ら、Nature 265:678−695,1977;Barnes,W.,Meth.Enzymol.152:538−556,1987)。サンガーの配列決定法は、通常、E.coliまたはT7 DNAポリメラーゼを利用する(米国特許第4,795,699号)が、T7ポリメラーゼ変異体を使用するこの技術の最近の改変は、配列決定が、4つ全ての鎖終結ddNTPを異なる濃度で含有する単回の配列決定反応(米国特許第4,962,020号および同第5,173,411号)を使用することによって達成されることを可能にする。反応混合物において反応を害するピロリン酸の蓄積を低減または排除するためのこの技術に対するさらなる改変はまた、記載されている(米国特許第5,498,523号)。核酸分子を配列決定するための他の改変がまた記載されている(Murray,Nucl.Acids.Res.17:8889,1989;およびCraxton,Methods:A Comparison to Methods in Enzymology、3:20−25,1991、を参照のこと)。   Alternative for sequencing named after its developer (Sanger, F., and Coulson, AR, J. Mol. Biol. 94: 444, 448, 1975) This technique is more commonly used. This method uses the DNA synthesis activity of DNA polymerase, which is a reaction terminated dideoxynucleoside triphosphate (Sanger, F., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74: 5463-5467, 1977) and short. When combined with a mixture of primers, any of which can be detectably labeled, yields a series of newly synthesized DNA fragments that are specifically terminated with one of the four dideoxy bases. These fragments are then separated by gel electrophoresis and the sequence is determined as described for the Maxam and Gilbert sequencing method described above. By performing four separate reactions (once for each ddNTP), even a fairly complex sequence of DNA molecules can be rapidly determined (Sanger, F., et al., Nature 265: 678-695, 1977; Barnes). , W., Meth. Enzymol. 152: 538-556, 1987). Sanger's sequencing method is generally described in E. E. coli or T7 DNA polymerase (US Pat. No. 4,795,699), but recent modifications of this technique using T7 polymerase mutants are that sequencing determines that all four chain-terminated ddNTPs have different concentrations. In a single sequencing reaction (US Pat. Nos. 4,962,020 and 5,173,411). Further modifications to this technique to reduce or eliminate the accumulation of pyrophosphate that would harm the reaction in the reaction mixture have also been described (US Pat. No. 5,498,523). Other modifications for sequencing nucleic acid molecules have also been described (Murray, Nucl. Acids. Res. 17: 8889, 1989; and Craxton, Methods: A Comparison to Methods in Enzymology, 3: 20-25, 1991).

(限定)
上記のように、鋳型核酸分子の信頼性のある、かつ高忠実度の複製は、増幅、逆転写、および配列決定プロトコルにおける核酸分子の合成における本質的な工程である。しかし、この合成を達成するための標準的な組成およびプロトコルの使用は、しばしば、次の点で非効率的である:それらが核酸鋳型における特定の二次構造(Gerard,G.F.,ら、FOCUS 11(4):60(1989);Myers,T.W.,およびGelfand,D.H.,Biochemistry 30:7661(1991))障壁、および配列(Messer,L.I.,ら、Virol.146:146(1985));Abbotts,J.,ら、J.Biol.Chem.268:10312−10323(1993))障壁で核酸合成を未完のまま終結させる傾向がある。これは、高グアニジン/シトシン含量を有する鋳型配列(すなわち、「GCリッチ」鋳型)およびかなり大きなサイズの鋳型配列(すなわち、約3〜5kb長よりも長い鋳型)について特に本当である。鋳型核酸分子におけるこれらの二次構造および配列の障壁は、ホモポリマーストレッチで頻繁に発生し(Messer.L.I.ら、Virol.146:146(1985));Huber,H.E.,ら、J.Biol.Chem.264:4669−4678(1989);Myers,T.W.,およびGelfand,D.H.,Biochemistry 30:7661(1991))、そして二次構造障壁よりむしろ、配列障壁がより頻繁である(Abbotts,J.,ら、J.Biol.Chem.268:10312−10323(1993))。これらの障壁が克服できる場合には、合成反応における合計のかつ全長の核酸産物の収量が増大し得る。
(Limited)
As noted above, reliable and high fidelity replication of template nucleic acid molecules is an essential step in the synthesis of nucleic acid molecules in amplification, reverse transcription, and sequencing protocols. However, the use of standard compositions and protocols to accomplish this synthesis is often inefficient in the following respects: they are specific secondary structures in the nucleic acid template (Gerald, GF, et al. , FOCUS 11 (4): 60 (1989); Myers, TW, and Gelfund, DH, Biochemistry 30: 7661 (1991)) barriers and sequences (Messer, LI, et al., Virol). 146: 146 (1985)); Abbotts, J. et al. , Et al. Biol. Chem. 268: 10312-10323 (1993)) There is a tendency to terminate nucleic acid synthesis unfinished by a barrier. This is especially true for template sequences with high guanidine / cytosine content (ie, “GC-rich” templates) and fairly large sized template sequences (ie, templates longer than about 3-5 kb long). These secondary structure and sequence barriers in template nucleic acid molecules frequently occur with homopolymer stretches (Messer. LI et al., Virol. 146: 146 (1985)); Huber, H. et al. E. , Et al. Biol. Chem. 264: 4669-4678 (1989); Myers, T .; W. , And Gelfund, D .; H. , Biochemistry 30: 7661 (1991)) and sequence barriers are more frequent than secondary structure barriers (Abbotts, J., et al., J. Biol. Chem. 268: 10312-10323 (1993)). If these barriers can be overcome, the yield of total and full-length nucleic acid products in the synthesis reaction can be increased.

反応混合物のイオン強度または浸透圧、特にNa+およびK+イオンの濃度、の調整が、インビボでと同様に(LeRudulier,D.,ら、Science 224:1064(1984);Buche,A.,ら、J.Biomolec.Struct.Dyn.8(3):601(1990);Marquet,R.,およびHoussier,C.,J.Biomolec.Struct.Dyn.9(1):159(1991);Buche,A.,ら,J.Biomolec.Struct.Dyn.11(1):95(1993);Woodford,K.,ら、Nucl.Acids Res.23(3):539(1995);Flock、S.ら、Biophys.J.70:1456(1996);Flock,S.、ら、Biophys.J.71:1519(1996);EP0821059A2)、インビトロで核酸の二次構造および縮合に影響を及ぼし得ることを、いくつかの報告が示していた。これらの研究のいくつかにおいて、インビトロ核酸コンホメーションおよび安定性が、トレハロースのようなポリサッカライド(Carninci,P.,ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 95:520−524(1998))、グリセロールおよびジメチルスルホキシドのような特定の共溶媒(Varadaraj,K.,およびSkinner,D.M.,Gene 140:1(1994));グリシンおよびその誘導体(Buche,A.,ら、FEBS Lett.247(2):367(1989);Flock,S.,ら、J.Biomolec.Struct.Dyn.13(1):87(1995);Houssier,C.,ら、Comp.Biochem.Physiol.117A(3):313(1997));βアラニン、アスパラギン、およびシスタミンのような低分子量アミン(Kondakova,N.V.,ら、Mol.Biol.(Moscow)9(5):742(1975);Aslanian,V.M.,ら、Biofizika 29(4):564(1984));ならびに他の窒素含有化合物およびプロリン、ベタイン、およびエクトイン(ectoine)のようなアミノ酸(Rees,W.A.,ら、Biochemistry 32:137−144(1993);WO95/20682;DE4411588C1;DE4411594C1;Mytelka,D.S.,ら、Nucl.Acids Res.24(14):2774(1996);Baskaran,N.,ら、Genome Res.6:633(1996);Weissensteiner,T.,およびLanchbury,J.S.,BioTechniques 21(6):1102(1996);Rajendrakumar,C.S.V.,ら、FEBS Letts.410:201−205(1997);Henke,W.,ら、Nucl.Acids Res.25(19):3957(1997);Hengen,P.N.TIBS 22:225(1997))を含む多くの天然および合成の浸透保護剤化合物の任意のものを含有する緩衝溶液において改善されるべきであることが見出された。ベタインおよびエクトインは、種々の細菌および動物の細胞における天然の浸透圧保護剤である(Chambers,S.T.,ら、J.Bacteriol.169(10):4845(1987);Randall,K.,ら、Biochim.Biophys.Acta 1291(3):189(1996);Randall,K.,ら、Biochem.Cell Biol.74(2):283(1996);Malin,G.,およびLapidot,A.,J.Bacteriol.178(2):385(1996);Gouesbet,G.,ら、J.Bacteriol.178(2):447(1996);Canovas,D.,ら、J.Bacteriol.178(24):7221(1996);Canovas,D.,ら,J.Biol.Chem.272(41):25794−25801(1997)。 Adjustment of the ionic strength or osmotic pressure of the reaction mixture, in particular the concentration of Na + and K + ions, is as in vivo (LeRudulier, D., et al., Science 224: 1064 (1984); Buche, A., et al. J. Biomolec.Struct.Dyn.8 (3): 601 (1990); Marquet, R., and Housesier, C., J. Biomolec.Struct.Dyn.9 (1): 159 (1991); A., et al., J. Biomolec. Struct.Dyn.11 (1): 95 (1993); Woodford, K., et al., Nucl. Acids Res.23 (3): 539 (1995); Flock, S. et al. Biophys.J.70: 1456 (1996); Et al, Biophys.J.71: 1519 (1996); EP0821059A2), that in vitro may influence the secondary structure and condensation of the nucleic acid, several reports have shown. In some of these studies, in vitro nucleic acid conformation and stability has been demonstrated by polysaccharides such as trehalose (Carninci, P., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95: 520-524 (1998)). Certain cosolvents such as glycerol and dimethyl sulfoxide (Varadaraj, K., and Skinner, DM, Gene 140: 1 (1994)); glycine and its derivatives (Buche, A., et al., FEBS Lett. 247 (2): 367 (1989); Flock, S., et al., J. Biomolec. Struct. Dyn. 13 (1): 87 (1995), Housesier, C., et al., Comp. Biochem. 3): 313 1997)); low molecular weight amines such as β-alanine, asparagine, and cystamine (Kondakova, NV, et al., Mol. Biol. (Moscow) 9 (5): 742 (1975); Aslanian, VM. , Et al., Biofizika 29 (4): 564 (1984)); and other nitrogen-containing compounds and amino acids such as proline, betaine, and ectoine (Rees, WA, et al., Biochemistry 32: 137- 144 (1993); WO95 / 20682; DE4411588C1; DE4411594C1; Mytelka, DS, et al., Nucl. Acids Res.24 (14): 2774 (1996); Baskaran, N., et al., Genome Res.6. 633 (1996); Weissenstainer, T., and Ranchbury, JS, BioTechniques 21 (6): 1102 (1996); Rajendrakumar, CSV, et al., FEBS Letts. 410: 201-205 (1997). Henke, W., et al., Nucl. Acids Res. 25 (19): 3957 (1997); Hengen, PN TIBS 22: 225 (1997))) It was found to be improved in a buffer solution containing any of the following. Betaine and ectoine are natural osmoprotectants in various bacterial and animal cells (Chambers, ST, et al., J. Bacteriol. 169 (10): 4845 (1987); Randall, K., Biochim.Biophys.Acta 1291 (3): 189 (1996); Randall, K., et al., Biochem.Cell Biol.74 (2): 283 (1996); Malin, G., and Lapidot, A.,. J. Bacteriol.178 (2): 385 (1996); Gouesbet, G., et al., J. Bacteriol.178 (2): 447 (1996); Canovas, D., et al., J.Bacteriol.178 (24) : 7221 (1996); Canov . S, D, et al., J.Biol.Chem.272 (41): 25794-25801 (1997).

しかし、当該分野には、核酸分子、特にGCリッチおよび/または比較的大きな核酸分子の合成を増強するのに有用である化合物、組成物、および方法についての必要性が存在する。   However, there is a need in the art for compounds, compositions, and methods that are useful for enhancing the synthesis of nucleic acid molecules, particularly GC-rich and / or relatively large nucleic acid molecules.

(発明の簡単な要旨)
本発明は、一般に、核酸分子、特にGCリッチ核酸鋳型に由来する核酸分子の合成を増強するのに有用な化合物、組成物、および方法に関する。1つの局面において、本発明は、核酸分子の合成における使用のための、特に増幅、逆転写、および配列決定反応のような鋳型媒介合成のための化合物および組成物に関する。本発明の化合物および組成物は、式Iおよび式IIからなる群から選択される化学式を有する1つ以上の化合物、およびその塩または誘導体を含む。1つの好ましい局面において、本発明において使用される化合物には、任意のアミノ酸、任意のサッカライド(モノサッカライドまたはポリサッカライド)、任意のポリアルコール、またはこれらの塩もしくは誘導体が含まれる。本発明の化合物または組成物には、式Iまたは式IIに示される化学式を有する化合物、またはその塩もしくは誘導体が含まれ、ここで、そのアリール基は、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、アントラシル基、インデニル基、アズレニル基、ビフェニル基、ビフェニレニル基、およびフルオレニル基からなる群から選択され;ここで、そのハロ基は、フッ素、塩素、臭素、およびヨウ素からなる群から選択され;ここで、そのアルキル基は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ペンチル、へキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、およびデシルからなる群から選択され、そして分枝鎖アルキル基であり得;ここで、そのアルケニル基は、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、およびデシニル基からなる群から選択され、そして分枝鎖アルケニル基であり得;ここで、そのアルケニル基は、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、へプチニル基、オクチニル基、ノニニル基、およびデシニル基からなる群から選択され、そして分枝鎖アルキニル基であり得;そしてここで低級アルコキシ(エーテル)基は、上記のアルキル基の1つによって酸素置換されている。本発明はまた、このような化合物の塩および誘導体に関する。本発明の特に好ましい局面において、化合物は、4−メチルモルホリンN−オキシド、ベタイン、カルニチン、エクトイン、プロリン、グリシン、ピペコリン酸、トリメチルアミンNオキシド、N−アルキルイミダゾール化合物(例えば、1−メチルイミダゾールもしくは4−メチルイミダゾール)、平均分子量約50,000〜約500,000ダルトンのポリ(2−エチル−2−オキサゾリン)、平均分子量約100,000〜約200,000ダルトンのポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロライド)、またはその塩もしくは誘導体からなる群から選択される。本発明はまた、本発明の化合物、ならびに(i)熱安定酵素であり得る核酸ポリメラーゼ活性有する1つ以上の酵素、(ii)1つ以上のヌクレオチド、(iii)1つ以上の緩衝化塩、および(iv)1つ以上の核酸分子からなる群から選択される1つ以上のさらなる成分を含む組成物に関する。本発明のこの局面に従う好ましいこのような酵素には、DNAポリメラーゼ(例えば、Taq、Tne、Tma、Pfu、VENTTM、DEEPVENTTM、およびTth DNAポリメラーゼ、ならびにそれらの変異体、改変体、および誘導体)、RNAポリメラーゼ(例えば、SP6、T7、またはT3 RNAポリメラーゼ、ならびにそれらの変異体、改変体、および誘導体)、および逆転写酵素(例えば、M−MLV逆転写酵素、RSV逆転写酵素、AMV逆転写酵素、RAV逆転写酵素、MAV逆転写酵素、およびHIV逆転写酵素、ならびにそれらの変異体、改変体、および誘導体)が含まれ得る。好ましくは、このような逆転写酵素は、RNaseHスペース活性が減少するか、または実質的に減少する。
(Simple Summary of Invention)
The present invention relates generally to compounds, compositions and methods useful for enhancing the synthesis of nucleic acid molecules, particularly nucleic acid molecules derived from GC-rich nucleic acid templates. In one aspect, the invention relates to compounds and compositions for use in the synthesis of nucleic acid molecules, particularly for template-mediated synthesis, such as amplification, reverse transcription, and sequencing reactions. The compounds and compositions of the present invention include one or more compounds having a chemical formula selected from the group consisting of Formula I and Formula II, and salts or derivatives thereof. In one preferred aspect, the compounds used in the present invention include any amino acid, any saccharide (monosaccharide or polysaccharide), any polyalcohol, or a salt or derivative thereof. The compound or composition of the present invention includes a compound having the chemical formula shown in Formula I or Formula II, or a salt or derivative thereof, wherein the aryl group includes a phenyl group, a naphthyl group, a phenanthryl group, an anthracyl group. Selected from the group consisting of a group, an indenyl group, an azulenyl group, a biphenyl group, a biphenylenyl group, and a fluorenyl group; wherein the halo group is selected from the group consisting of fluorine, chlorine, bromine, and iodine; The alkyl group is selected from the group consisting of methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, and decyl and can be a branched chain alkyl group; The group includes ethenyl group, propenyl group, butenyl group, pentenyl group, hexenyl group, Selected from the group consisting of a ptenyl group, an octenyl group, a nonenyl group, and a decynyl group, and may be a branched alkenyl group; where the alkenyl group is an ethynyl group, a propynyl group, a butynyl group, a pentynyl group, a hexynyl group Selected from the group consisting of a group, a heptynyl group, an octynyl group, a noninyl group, and a decynyl group, and may be a branched alkynyl group; and wherein the lower alkoxy (ether) group is one of the above alkyl groups Is replaced by oxygen. The invention also relates to salts and derivatives of such compounds. In a particularly preferred aspect of the invention, the compound is 4-methylmorpholine N-oxide, betaine, carnitine, ectoine, proline, glycine, pipecolic acid, trimethylamine N oxide, N-alkylimidazole compounds (eg 1-methylimidazole or 4 -Methylimidazole), poly (2-ethyl-2-oxazoline) having an average molecular weight of about 50,000 to about 500,000 daltons, poly (diallyldimethylammonium chloride) having an average molecular weight of about 100,000 to about 200,000 daltons, Or selected from the group consisting of salts or derivatives thereof. The invention also provides a compound of the invention, and (i) one or more enzymes having nucleic acid polymerase activity that can be a thermostable enzyme, (ii) one or more nucleotides, (iii) one or more buffered salts, And (iv) a composition comprising one or more additional components selected from the group consisting of one or more nucleic acid molecules. Preferred such enzymes according to this aspect of the invention include DNA polymerases (eg, Taq, Tne, Tma, Pfu, VENT , DEEPVENT , and Tth DNA polymerases, and variants, variants, and derivatives thereof) , RNA polymerases (eg, SP6, T7, or T3 RNA polymerases, and variants, variants, and derivatives thereof) and reverse transcriptases (eg, M-MLV reverse transcriptase, RSV reverse transcriptase, AMV reverse transcriptase) Enzymes, RAV reverse transcriptase, MAV reverse transcriptase, and HIV reverse transcriptase, and variants, variants, and derivatives thereof). Preferably, such reverse transcriptase has reduced or substantially reduced RNase H space activity.

本発明はまた、核酸分子を合成するための方法に関し、この方法は、(a)核酸鋳型(cDNA分子のようなDNA分子またはmRNA分子のようなRNA分子であり得る)と1つ以上の(好ましくは2つ以上、3つ以上、4つ以上、5つ以上等)の本発明の化合物もしくは組成物とを混合して、混合物を形成する工程;および(b)その混合物を、その鋳型の全部もしくは一部と相補的な第一の核酸分子を作製するために十分な条件下でインキュベートする工程、を包含する。本発明のこのような方法には、必要に応じて、1つ以上のさらなる工程(例えば、上記の第一の核酸分子を、この第一の核酸分子の全部または一部に対して相補的な第二の核酸分子を作製するために十分な条件下でインキュベートする工程)が包含され得る。本発明はまた、これらの方法によって作製される核酸分子、これらの核酸分子を含むベクター(発現ベクターであり得る)、ならびにこれらの核酸分子もしくはベクターを含む宿主細胞に関する。本発明はまた、ポリペプチドを産生する方法に関し、この方法は、上記の宿主細胞を、この宿主による上記ポリペプチドの産生に都合のよい条件下で培養する工程、およびそのポリペプチドを単離する工程を包含する。本発明はまた、このような方法によって産生されるポリペプチドに関する。   The invention also relates to a method for synthesizing a nucleic acid molecule comprising: (a) a nucleic acid template (which can be a DNA molecule such as a cDNA molecule or an RNA molecule such as an mRNA molecule) and one or more ( Preferably 2 or more, 3 or more, 4 or more, 5 or more, etc.) compound or composition of the present invention to form a mixture; and (b) the mixture of the template Incubating under conditions sufficient to produce a first nucleic acid molecule that is complementary in whole or in part. Such methods of the invention optionally include one or more additional steps (eg, the first nucleic acid molecule described above is complementary to all or part of the first nucleic acid molecule). Incubating under conditions sufficient to produce a second nucleic acid molecule). The invention also relates to nucleic acid molecules produced by these methods, vectors containing these nucleic acid molecules (which can be expression vectors), and host cells containing these nucleic acid molecules or vectors. The present invention also relates to a method of producing a polypeptide, the method comprising culturing the above host cell under conditions convenient for production of the polypeptide by the host, and isolating the polypeptide. Process. The invention also relates to polypeptides produced by such methods.

本発明はまた、核酸分子を増幅するための方法に関し、この方法は、(a)核酸鋳型を1つ以上の本発明の化合物もしくは組成物と混合して、混合物を形成する工程、および(b)その混合物を、その鋳型の全部もしくは一部に相補的な核酸分子を増幅するために十分な条件下でインキュベートする工程、を包含する。より詳細には、本発明は、DNA分子を増幅する方法に関し、この方法は、以下:
(a)第一および第二のプライマーを提供する工程であって、この第一のプライマーは、上記DNA分子の上記第一鎖の3’末端またはその付近の配列に対して相補的であり、そして上記第二のプライマーは、上記DNA分子の上記第二鎖の3’末端またはその付近の配列に対して相補的である、工程;
(b)上記第一のプライマーを上記第一鎖に、そして上記第二のプライマーを上記第二鎖に対して、本発明の1つ以上の化合物もしくは組成物の存在下で、この第一鎖に対して相補的な第3のDNA分子およびこの第二鎖に対して相補的な第4のDNAが合成されるような条件下でハイブリダイズする工程;
(c)上記第一鎖および第三鎖、そして上記第二鎖および第四鎖を変性させる工程;ならびに
(d)工程(a)〜(c)を一回以上繰り返す工程、
を包含する。
The present invention also relates to a method for amplifying a nucleic acid molecule, the method comprising: (a) mixing a nucleic acid template with one or more compounds or compositions of the present invention to form a mixture; and (b) ) Incubating the mixture under conditions sufficient to amplify nucleic acid molecules complementary to all or part of the template. More particularly, the present invention relates to a method for amplifying a DNA molecule, the method comprising:
(A) providing first and second primers, wherein the first primer is complementary to a sequence at or near the 3 ′ end of the first strand of the DNA molecule; And the second primer is complementary to a sequence at or near the 3 ′ end of the second strand of the DNA molecule;
(B) the first strand in the first strand and the second primer in the presence of one or more compounds or compositions of the invention against the second strand. Hybridizing under conditions such that a third DNA molecule complementary to and a fourth DNA complementary to this second strand are synthesized;
(C) a step of denaturing the first strand and the third strand, and the second strand and the fourth strand; and (d) a step of repeating steps (a) to (c) one or more times,
Is included.

このような条件は、一つ以上のポリメラーゼ、一つ以上のヌクレオチドおよび/または一つ以上の緩衝用塩の存在下でのインキュベーションを包含し得る。本発明はまた、これらの方法によって増幅された核酸分子に関する。   Such conditions can include incubation in the presence of one or more polymerases, one or more nucleotides and / or one or more buffering salts. The invention also relates to nucleic acid molecules amplified by these methods.

本発明はまた、以下の工程:(a)配列決定されるべき核酸分子を、1つ以上のプライマー、本発明の1つ以上の化合物または組成物、1つ以上のヌクレオチド、および1つ以上の終結因子と混合させ、混合物を形成する工程;(b)配列決定されるべき分子の全部もしくは一部に対して相補的な分子の集団を合成するために十分な条件下でその混合物をインキュベートする工程;ならびに(c)配列決定されるべき分子の全部および一部のヌクレオチド配列を決定するためにその集団を分離する工程、を包含する核酸分子を配列決定するための方法に関する。本発明は、より詳細には、DNA分子を配列決定する方法に関し、その方法は、以下の工程を包含する:(a)第一のDNA分子にプライマーをハイブリダイズする工程;(b)上記工程(a)の分子を、デオキシリボヌクレオシド三リン酸、本発明の1つ以上の化合物または組成物、および1つ以上のターミネーターヌクレオチドと接触させる工程;(c)工程(b)の混合物を、上記第一のDNA分子に相補的なDNA分子のランダム集団と合成するために十分な条件下でインキュベートする工程であって、ここで、この合成されたDNA分子が、この第一のDNA分子よりも長さが短く、そしてこの合成されたDNA分子が、その3’末端のターミネーターヌクレオチドを含む、工程;ならびに(d)上記合成されたDNA分子を、サイズにより分離することにより、上記第一のDNA分子の少なくとも上記ヌクレオチド配列の一部が決定され得る工程。   The invention also includes the following steps: (a) a nucleic acid molecule to be sequenced, one or more primers, one or more compounds or compositions of the invention, one or more nucleotides, and one or more Mixing with a terminator to form a mixture; (b) incubating the mixture under conditions sufficient to synthesize a population of molecules complementary to all or part of the molecule to be sequenced And (c) separating the population to determine the nucleotide sequence of all and part of the molecule to be sequenced, and a method for sequencing a nucleic acid molecule. More particularly, the invention relates to a method for sequencing a DNA molecule, the method comprising the following steps: (a) hybridizing a primer to the first DNA molecule; (b) the above steps Contacting the molecule of (a) with deoxyribonucleoside triphosphate, one or more compounds or compositions of the invention, and one or more terminator nucleotides; (c) mixing the mixture of step (b) above Incubating under conditions sufficient to synthesize with a random population of DNA molecules complementary to a DNA molecule, wherein the synthesized DNA molecule is longer than the first DNA molecule. The synthesized DNA molecule comprises a terminator nucleotide at its 3 ′ end; and (d) the synthesized DNA molecule is By separating the figure, the first at least step portion can be determined for the nucleotide sequence of the DNA molecule.

このようなターミネーターヌクレオチドには、ddNTP、ddATP、ddGTP、ddITP、もしくはddCTPが含まれる。このような条件には、1つ以上のDNAポリメラーゼおよび/または緩衝用塩の存在下でのインキュベーションが含まれ得る。   Such terminator nucleotides include ddNTP, ddATP, ddGTP, ddITP, or ddCTP. Such conditions can include incubation in the presence of one or more DNA polymerases and / or buffering salts.

本発明はまた、核酸分子の合成における使用のためのキットに関し、そのキットは、1つ以上の本発明の化合物または組成物を含む1つ以上の容器を含む。本発明のこれらのキットは、必要に応じて、1つ以上のヌクレオチド、1つ以上のポリメラーゼ、および/または逆転写酵素、適切な緩衝液、1つ以上のプライマー、および1つ以上の終結因子(例えば、1つ以上のジデオキシヌクレオチド)からなる群から選択される1つ以上のさらなる構成要素を含み得る。   The present invention also relates to a kit for use in the synthesis of nucleic acid molecules, the kit comprising one or more containers containing one or more compounds or compositions of the invention. These kits of the invention optionally contain one or more nucleotides, one or more polymerases, and / or reverse transcriptase, a suitable buffer, one or more primers, and one or more terminators. One or more additional components selected from the group consisting of (eg, one or more dideoxynucleotides) may be included.

本発明の他の好ましい実施態様は、以下の図面および本発明の説明、ならびに請求の範囲に照らして、当業者に明らかである。   Other preferred embodiments of the present invention will be apparent to one of ordinary skill in light of the following drawings and description of the invention, and of the claims.

図1は、指示した濃度のプロリン、1−メチルイミダゾール、4−メチルイミダゾール、ベタインの存在下、またはこれらの共溶媒のいずれも存在しない下で増幅したPCR反応混合物のサンプルの、エチジウムブロミド染色したアガロースゲルの写真である。M:DNAサイズマーカーである。FIG. 1 shows ethidium bromide staining of samples of PCR reaction mixtures amplified in the presence of the indicated concentrations of proline, 1-methylimidazole, 4-methylimidazole, betaine, or in the absence of any of these cosolvents. It is a photograph of an agarose gel. M: DNA size marker. 図2は、指示した濃度のベタインまたはMMNOの存在下で増幅したPCR反応混合物のサンプルの、エチジウムブロミド染色したアガロースゲルの写真である。M:DNAサイズマーカー。FIG. 2 is a photograph of an ethidium bromide stained agarose gel of a sample of a PCR reaction mixture amplified in the presence of the indicated concentrations of betaine or MMNO. M: DNA size marker. 図3は、種々の化合物の組合せの存在下または非存在下で、3つの異なるPseudomonas aeruginosaアンプリコン(AprD、AprEおよびAprF)の増幅のサンプルのエチジウムブロミド染色したアガロースゲルの写真である。レーン1:1Mベタイン;レーン2 1M TMANO;レーン3−7:2M(レーン3)、1M(レーン4)、0.5M(レーン6)、0.4M(レーン6)、または0.2M(レーン7)のMMNO;レーン8:化合物なしのコントロール、M:DNAサイズマーカー。FIG. 3 is a photograph of an ethidium bromide stained agarose gel of samples of amplification of three different Pseudomonas aeruginosa amplicons (AprD, AprE and AprF) in the presence or absence of various compound combinations. Lane 1: 1 M betaine; Lane 2 1M TMANO; Lane 3-7: 2M (lane 3), 1M (lane 4), 0.5M (lane 6), 0.4M (lane 6), or 0.2M (lane 7) MMNO; lane 8: control without compound, M: DNA size marker. 図4は、指示した濃度のベタイン、MMNOまたはプロリンの存在または非存在下で、異なる反応緩衝液条件の下でのp53エキソン10のPCR増幅のサンプルの臭化エチジウム染色アガロースゲルの写真である。FIG. 4 is a photograph of an ethidium bromide stained agarose gel of a sample of PCR amplification of p53 exon 10 under different reaction buffer conditions in the presence or absence of the indicated concentrations of betaine, MMNO or proline. 図5は、指示した濃度のベタイン、MMNOまたはプロリンの存在または非存在下で、異なる反応緩衝液条件の下でのDra DNAポリメラーゼIのPCR増幅のサンプルの臭化エチジウム染色アガロースゲルの写真である。FIG. 5 is a photograph of an ethidium bromide stained agarose gel of a sample of PCR amplification of Dra DNA polymerase I under different reaction buffer conditions in the presence or absence of the indicated concentrations of betaine, MMNO or proline. . 図6は、異なるの比でのMMNOおよびプロリンの混合物の存在または非存在下で、あるいはベタイン、MMNOまたはプロリン単独の存在下で、異なる反応緩衝液条件(Mg++濃度)の下でのp53エキソン10のPCR増幅のサンプルの臭化エチジウム染色アガロースゲルの写真である。FIG. 6 shows p53 under different reaction buffer conditions (Mg ++ concentration) in the presence or absence of a mixture of MMNO and proline in different ratios, or in the presence of betaine, MMNO or proline alone. It is a photograph of an ethidium bromide stained agarose gel of a sample of PCR amplification of exon 10. 図7は、異なるの比でのMMNOおよびプロリンの混合物の存在または非存在下で、あるいはベタイン、MMNOまたはプロリン単独の存在下で、異なる反応緩衝液条件(Mg++濃度)の下でのDra DNAポリメラーゼIのPCR増幅のサンプルの臭化エチジウム染色アガロースゲルの写真である。FIG. 7 shows Dra under different reaction buffer conditions (Mg ++ concentration) in the presence or absence of a mixture of MMNO and proline in different ratios, or in the presence of betaine, MMNO or proline alone. It is a photograph of an ethidium bromide stained agarose gel of a sample of PCR amplification of DNA polymerase I. 図8は、GCリッチなP32D9テンプレートのPCR増幅のサンプルの臭化エチジウム染色アガロースゲルの写真であり、これは、MMNOおよびプロリンの混合物、またはベタインの、最適アニーリング温度に対する効果を示す。FIG. 8 is a photograph of an ethidium bromide stained agarose gel of a sample of PCR enrichment of a GC-rich P32D9 template, which shows the effect of a mixture of MMNO and proline, or betaine on the optimal annealing temperature. 図9は、ベタインまたはMMNOとプロリンとの1:1の混合物のいずれかの種々の濃度の存在下での、K562細胞株のゲノムDNA由来の脆弱X遺伝子座のPCR増幅のサンプルの臭化エチジウム染色アガロースゲルの写真である。レーン1:共溶媒なし;レーン2:0.25M;レーン3:0.5M;レーン4:0.75M、レーン5:1M、レーン6:1.25M、レーン7:1.5M、レーン8:1.75M、レーン9:2M。M:DNAサイズマーカー。FIG. 9 shows the ethidium bromide sample of PCR amplification of the fragile X locus from the genomic DNA of the K562 cell line in the presence of various concentrations of either betaine or a 1: 1 mixture of MMNO and proline. It is a photograph of a stained agarose gel. Lane 1: no co-solvent; Lane 2: 0.25M; Lane 3: 0.5M; Lane 4: 0.75M, Lane 5: 1M, Lane 6: 1.25M, Lane 7: 1.5M, Lane 8: 1.75M, Lane 9: 2M. M: DNA size marker. 図10は、異なる濃度のMMNOとプロリンとの1;1混合物の存在下または非存在下での、2つの異なる長GCリッチアデノウイルスDNAフラグメントのPCR増幅のサンプルの臭化エチジウム染色アガロースゲルの写真である。レーン1:共溶媒なし;レーン2:0.25M;レーン3:0.5M;レーン4:1.0M。M:DNAサイズマーカー。FIG. 10 is a photograph of an ethidium bromide stained agarose gel of samples of PCR amplification of two different long GC-rich adenovirus DNA fragments in the presence or absence of a 1: 1 mixture of MMNO and proline at different concentrations. It is. Lane 1: no co-solvent; Lane 2: 0.25M; Lane 3: 0.5M; Lane 4: 1.0M. M: DNA size marker. 図11は、MMNOとプロリンとの1;1混合物(レーンA)、ベタイン(レーンB)、L−カルニチン(レーンC)、またはDL−ピペコリン酸(レーンD)の種々の濃度の存在下または非存在下でのK562ゲノムDNAのGCリッチフラグメントのPCR増幅のサンプルの臭化エチジウム染色アガロースゲルの写真である。レーン1:共溶媒なし;レーン2:0.25M;レーン3:0.5M;レーン4:1M;レーン5:1.5M;レーン6:2M。M:DNAサイズマーカー。FIG. 11 shows the presence or absence of various concentrations of 1: 1 mixture of MMNO and proline (lane A), betaine (lane B), L-carnitine (lane C), or DL-pipecolic acid (lane D). FIG. 5 is a photograph of an ethidium bromide stained agarose gel of a sample of PCR amplification of a GC-rich fragment of K562 genomic DNA in the presence. Lane 1: no co-solvent; Lane 2: 0.25M; Lane 3: 0.5M; Lane 4: 1M; Lane 5: 1.5M; Lane 6: 2M. M: DNA size marker. 図12は、ベタイン(レーンA)またはエクトイン(ectoin)(レーンB)の種々の濃度の存在下または非存在下でのK562ゲノムDNAのGCリッチフラグメントのPCR増幅のサンプルの臭化エチジウム染色アガロースゲルの写真である。レーン1:共溶媒なし;レーン2:0.25M;レーン3:0.5M;レーン4:1M;レーン5:1.5M;レーン6:2M。M:DNAサイズマーカー。FIG. 12 shows an ethidium bromide stained agarose gel of a sample of PCR amplification of a GC-rich fragment of K562 genomic DNA in the presence or absence of various concentrations of betaine (lane A) or ectoin (lane B). It is a photograph of. Lane 1: no co-solvent; Lane 2: 0.25M; Lane 3: 0.5M; Lane 4: 1M; Lane 5: 1.5M; Lane 6: 2M. M: DNA size marker. 図13は、本発明に従って使用され得る多数の例示的な化合物の構造を示す。FIG. 13 shows the structures of a number of exemplary compounds that can be used in accordance with the present invention.

(発明の詳細な説明)
(定義)
以下の説明において、組換えDNA技術において使用される多数の用語が広汎に利用される。そのような用語によって与えられる範囲を含め、発明の詳細な説明および請求の範囲のより明確かつ一貫した理解を提供するために、以下の定義が提供される。
(Detailed description of the invention)
(Definition)
In the following description, a number of terms used in recombinant DNA technology are utilized extensively. In order to provide a clearer and more consistent understanding of the detailed description and claims, including the scope to be given by such terms, the following definitions are provided.

ライブラリー。本明細書において使用される場合、用語「ライブラリー」または「核酸ライブラリー」とは、1つの生物のDNA内容物の全部または有意な部分を代表する1セットの核酸分子(環状または直鎖状)(「ゲノムライブラリー」)または細胞、組織、器官もしくは生物において発現された遺伝子の全部または有意な部分を代表する1セットの核酸分子(「cDNAライブラリー」)を意味する。そのようなライブラリーは、1以上のベクター中に含まれていても、含まれていなくてもよい。   Library. As used herein, the term “library” or “nucleic acid library” refers to a set of nucleic acid molecules (circular or linear) that represent all or a significant portion of the DNA content of one organism. ) ("Genomic library") or a set of nucleic acid molecules ("cDNA library") that represent all or a significant portion of a gene expressed in a cell, tissue, organ or organism. Such libraries may or may not be included in one or more vectors.

ベクター。本明細書において使用される場合、「ベクター」とは、プラスミド、コスミド、ファージミドまたはファージDNAもしくは他のDNA分子であって、宿主中で自立複製し得、そして1つまたは少数の制限エンドヌクレアーゼ認識部位によって特徴付けられるものである。この認識部位では、このようなDNA配列では、そのベクターの本質的な生物学的機能を喪失することなく決定可能な様式で切断され得、そしてそこに、DNAが挿入されてその複製およびクローニングをなされ得る。そのベクターは、そのベクターを用いて形質転換された細胞の同定において使用するために適切なマーカーをさらに含み得る。例えば、マーカーとしては、テトラサイクリン耐性またはアンピシリン耐性が挙げられるがそれらに限定されない。   vector. As used herein, a “vector” is a plasmid, cosmid, phagemid, or phage DNA or other DNA molecule that can replicate autonomously in a host and recognize one or a few restriction endonucleases. It is characterized by the site. At this recognition site, such a DNA sequence can be cleaved in a deterministic manner without losing the essential biological function of the vector, and into which DNA is inserted to replicate and clone it. Can be made. The vector can further include a marker suitable for use in identifying cells transformed with the vector. For example, markers include, but are not limited to, tetracycline resistance or ampicillin resistance.

プライマー。本明細書において使用される場合、「プライマー」とは、一本鎖のオリゴヌクレオチドであって、DNA分子の複製または重合化の間のヌクレオチドモノマーの共有結合によって伸長されるものをいう。   Primer. As used herein, a “primer” refers to a single-stranded oligonucleotide that is extended by covalent attachment of nucleotide monomers during replication or polymerization of a DNA molecule.

テンプレート。用語「テンプレート」とは、本明細書において使用される場合、二本鎖または一本鎖の核酸分子であって、増幅され、合成され、または配列決定されるべきものをいう。二本鎖分子の場合において、その鎖を変性させて第一鎖および第二鎖を形成することは、好ましくは、これらの分子が増幅され得、合成され得、または配列決定され得る前に行われるか、あるいは、二本鎖分子は、直接テンプレートとして使用され得る。一本鎖テンプレートについて、そのテンプレートの一部と相補的なプライマーは、適切な条件下でハイブリダイズし、次いで1つ以上のポリメラーゼがそのテンプレートの全部または一部に相補的な核酸分子を合成し得る。あるいは、二本鎖テンプレートについて、1つ以上のプロモーター(例えば、SP6プロモーター、T7プロモーターまたはT3プロモーター)を、1つ以上のポリメラーゼと組み合せて使用して、そのテンプレートの全部または一部と相補的な核酸分子を作製し得る。本発明に従って、新たに合成された分子は、もとのテンプレートと等しい長さかまたはそれより短くあり得る。   template. The term “template” as used herein refers to a double-stranded or single-stranded nucleic acid molecule that is to be amplified, synthesized, or sequenced. In the case of double-stranded molecules, denaturing the strands to form first and second strands is preferably done before these molecules can be amplified, synthesized, or sequenced. Alternatively, double-stranded molecules can be used directly as templates. For a single-stranded template, a primer that is complementary to a portion of the template hybridizes under appropriate conditions, and then one or more polymerases synthesize nucleic acid molecules that are complementary to all or part of the template. obtain. Alternatively, for a double-stranded template, one or more promoters (eg, SP6 promoter, T7 promoter or T3 promoter) are used in combination with one or more polymerases to complement all or part of the template. Nucleic acid molecules can be made. In accordance with the present invention, a newly synthesized molecule can be equal in length or shorter than the original template.

取り込み。用語「取り込み(む)」とは、本明細書において使用される場合、DNA分子および/またはRNA分子あるいはプライマーの一部となることを意味する。   Capture. The term “incorporation” as used herein means to be part of a DNA molecule and / or RNA molecule or primer.

増幅。本明細書において使用される場合、「増幅」とは、ポリメラーゼの使用によってヌクレオチド配列のコピー数を増加させるための任意のインビトロ方法をいう。核酸増幅によって、DNA分子および/またはRNA分子あるいはプライマーへのヌクレオチドの組込みがおこり、それによって、テンプレートと相補的な新しい分子が形成される。形成された核酸分子およびそのテンプレートは、さらなる核酸分子を合成するためのテンプレートとして使用され得る。本明細書において使用される場合、1つの増幅反応は、多数回の複製からなり得る。DNA増幅反応としては、例えば、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)が挙げられる。1つのPCR反応は、5〜100の「サイクル」のDNA分子の変性および合成からなり得る。   amplification. As used herein, “amplification” refers to any in vitro method for increasing the copy number of a nucleotide sequence through the use of a polymerase. Nucleic acid amplification results in the incorporation of nucleotides into DNA and / or RNA molecules or primers, thereby forming new molecules that are complementary to the template. The formed nucleic acid molecule and its template can be used as a template to synthesize additional nucleic acid molecules. As used herein, an amplification reaction can consist of multiple replicates. Examples of the DNA amplification reaction include polymerase chain reaction (PCR). One PCR reaction can consist of denaturation and synthesis of 5-100 “cycles” of DNA molecules.

オリゴヌクレオチド。「オリゴヌクレオチド」とは、1つのヌクレオチドのデオキシリボースまたはリボースの3’位と、隣接するヌクレオチドのデオキシリボースまたはリボースの5’位との間のホスホジエステル結合によって結合されるヌクレオチドの共有結合配列を含む、合成または天然の分子をいう。ヌクレオチド。本明細書において使用される場合、「ヌクレオチド」とは、塩基−糖−リン酸の組合せをいう。ヌクレオチドは、核酸配列のモノマー単位(DNAおよびRNA)である。用語ヌクレオチドには、リボヌクレオシド三リン酸(ATP、UTP、CTP、GTPおよびデオキシリボヌクレオシド三リン酸(例えば、dATP、dCTP、dITP、dUTP、dGTP、dTTPまたはそれらの誘導体)が含まれる。そのような誘導体としては、例えば、[αS]dATP、7−デアザ−dGTPおよび7−デアザ−dATPおよびそれらを含む核酸分子に対してヌクレアーゼ耐性を与えるヌクレオチド誘導体が含まれる。用語ヌクレオチドはまた、本明細書において使用される場合、ジデオキシリボヌクレオシド三リン酸(ddNTP)およびその誘導体という。ジデオキシリボヌクレオシド三リン酸の例示的な例としては、ddATP、ddCTP、ddGTP、ddITPおよびddTTPが含まれるがそれらに限定されない。本発明に従って、「ヌクレオチド」は、標識されていていなくても、または周知技術によって検出可能に標識されていてもよい。検出可能な標識としては、例えば、放射性同位体、蛍光標識、化学発光標識、生物発光標識および酵素標識が挙げられる。   Oligonucleotide. An “oligonucleotide” is a covalently linked sequence of nucleotides joined by a phosphodiester bond between the 3 ′ position of a deoxyribose or ribose of one nucleotide and the 5 ′ position of a deoxyribose or ribose of an adjacent nucleotide. Synthetic or natural molecules, including. nucleotide. As used herein, “nucleotide” refers to a base-sugar-phosphate combination. Nucleotides are monomeric units (DNA and RNA) of nucleic acid sequences. The term nucleotide includes ribonucleoside triphosphates (ATP, UTP, CTP, GTP and deoxyribonucleoside triphosphates such as dATP, dCTP, dITP, dUTP, dGTP, dTTP or derivatives thereof). Derivatives include, for example, [αS] dATP, 7-deaza-dGTP and 7-deaza-dATP and nucleotide derivatives that confer nuclease resistance to nucleic acid molecules containing them. Where used, dideoxyribonucleoside triphosphates (ddNTPs) and derivatives thereof, illustrative examples of dideoxyribonucleoside triphosphates include ddATP, ddCTP, ddGTP, ddITP, and ddTTP. In accordance with the present invention, the “nucleotide” may be unlabeled or detectably labeled by well-known techniques, including, for example, radioisotopes, fluorescent labels , Chemiluminescent labels, bioluminescent labels and enzyme labels.

ハイブリダイゼーション。用語「ハイブリダイゼーション」および「ハイブリダイズ(する)」とは、2つの相補的な一本鎖核酸分子(RNAおよび/またはDNA)の塩基対が二本鎖分子を与えることをいう。本明細書において使用される場合、2つの核酸分子は、塩基対が完全に相補的でなくても、ハイブリダイズし得る。従って、ミスマッチの塩基は、当該分野で周知な適切な条件が使用される場合2つの核酸分子のハイブリダイゼーションを妨害しない。   Hybridization. The terms “hybridization” and “hybridize” refer to the base pairing of two complementary single-stranded nucleic acid molecules (RNA and / or DNA) to give a double-stranded molecule. As used herein, two nucleic acid molecules can hybridize even if the base pairs are not perfectly complementary. Thus, mismatched bases do not interfere with the hybridization of two nucleic acid molecules when appropriate conditions well known in the art are used.

単位。用語「単位」は、本明細書において使用される場合、酵素の活性をいう。例えば、熱耐性DNAポリメラーゼに言及する場合、1単位の活性は、30分間に、標準的なプライムされたDNA合成条件下で、10ナノモルのdNTPを酸不溶性材料(すなわち、DNAまたはRNA)へ取り込む酵素の量をいう。   unit. The term “unit” as used herein refers to the activity of an enzyme. For example, when referring to thermotolerant DNA polymerase, one unit of activity incorporates 10 nanomoles of dNTP into acid insoluble material (ie, DNA or RNA) under standard primed DNA synthesis conditions for 30 minutes. Refers to the amount of enzyme.

本明細書において使用されるような組換えDNA技術ならびに分子生物学および細胞生物学の分野で使用される他の用語は、適用される技術分野の当業者によって一般的に理解される。   Other terms used in the fields of recombinant DNA technology and molecular biology and cell biology as used herein are generally understood by those of ordinary skill in the applicable arts.

(概説)
本発明は、一般に、核酸分子、特に、GCリッチな核酸テンプレートの合成を増強するにおいて有用な化合物、組成物および方法に関する。特に、本発明は、以下の式Iおよび式IIからなる群より選択される式を有する化合物および1つ以上の化合物を含む組成物、またはその塩もしくは誘導体を提供する。好ましくは、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、少なくとも6つなどのこのような化合物または組成物が、本発明に従って使用される。最も好ましくは、2〜6、2〜5、2〜4、または2〜3のこのような化合物または組成物が使用される。本発明の化合物または組成物は、塩の形態で存在し得る。
式I
(Outline)
The present invention relates generally to compounds, compositions and methods useful in enhancing the synthesis of nucleic acid molecules, particularly GC-rich nucleic acid templates. In particular, the present invention provides a compound having a formula selected from the group consisting of Formula I and Formula II below and a composition comprising one or more compounds, or a salt or derivative thereof. Preferably, at least 2, such as at least 3, at least 4, at least 5, at least 6, such compounds or compositions are used according to the present invention. Most preferably, 2-6, 2-5, 2-4, or 2-3 such compounds or compositions are used. The compound or composition of the present invention may exist in the form of a salt.
Formula I

Figure 2011041573
ここで、Aは、
Figure 2011041573
Where A is

Figure 2011041573
であり、ここで、Xは、
Figure 2011041573
Where X is

Figure 2011041573
であり、ここでZは、Yと同じであっても、異なっていてもよく、
ここで、YおよびZは各々独立して、−OH、−NH2、−SH、PO3H、−CO2H、−SO3Hおよび水素からなる群より選択され、fは、0〜2の整数であり、mは0〜20の整数であり、そしてeは、0〜2の整数であり;
ここで、R4、R5およびR6は、同一であっても、異なっていてもよく、そして独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アミノ、チオール、メルカプタン、ハロ、ニトロ、ニトリロ、ヒドロキシ、ヒドロキシアルキル、ヒドロキシアリール、ホスファト、アルコキシ、オキシド、エーテル、エステル(アルカノイルオキシ)、カルボキシ、カルボニル、スルホニル、スルホン基およびアミド基からなる群より選択され、そしてdは、0〜2の整数であり;
ここで、a、bおよびcは、独立して0〜1の整数であり、ただし、a、bおよびcの2つ以下が0であり;
ここで、R1、R2およびR3は、同じであっても、異なっていてもよく、そして独立して、以下からなる群より選択され:
a)=O
b)(W)g

−(CR7n
ここで、R7およびWは各々、同じであっても、異なっていてもよく、そして独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アミノ、チオール、メルカプタン、ハロ、ニトロ、ニトリロ、ヒドロキシ、ヒドロキシアルキル、ヒドロキシアリール、ホスファト、アルコキシ、オキシド、エーテル、エステル(アルカノイルオキシ)、カルボキシ、カルボニル、スルホニル、スルホン基およびアミド基からなる群より選択され;gは、0〜2の整数であり;そしてnは0〜20の整数であり;そして
ここで、qは、1〜100,000であり得る。
Figure 2011041573
Where Z may be the same as or different from Y,
Here, Y and Z are each independently selected from the group consisting of —OH, —NH 2 , —SH, PO 3 H, —CO 2 H, —SO 3 H and hydrogen, and f is 0 to 2 M is an integer from 0 to 20 and e is an integer from 0 to 2;
Wherein R 4 , R 5 and R 6 may be the same or different and are independently hydrogen, alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl, amino, thiol, mercaptan, halo, nitro, Selected from the group consisting of nitrilo, hydroxy, hydroxyalkyl, hydroxyaryl, phosphato, alkoxy, oxide, ether, ester (alkanoyloxy), carboxy, carbonyl, sulfonyl, sulfone group and amide group, and d is 0-2 An integer;
Here, a, b and c are each independently an integer of 0 to 1, provided that two or less of a, b and c are 0;
Wherein R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different and are independently selected from the group consisting of:
a) = O
b) (W) g

-(CR 7 ) n ;
Where R 7 and W may each be the same or different and are independently hydrogen, alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl, amino, thiol, mercaptan, halo, nitro, nitrilo, hydroxy , Hydroxyalkyl, hydroxyaryl, phosphato, alkoxy, oxide, ether, ester (alkanoyloxy), carboxy, carbonyl, sulfonyl, sulfone group and amide group; g is an integer from 0 to 2; And n is an integer from 0 to 20; and where q can be from 1 to 100,000.

式Iの化合物において、q=1である場合、式Iの化合物は、モノマーと考えられ得、そしてq=2〜100,000である場合、式Iの化合物は、2〜100,000のモノマーから構成されるマルチマーまたはポリマーであると考えられ得る。このモノマーは、各々が同じ構造を有していても、異なる構造を有していてもよく、そして1つ以上の基を通じて1つ以上の結合によって結合されて式Iの化合物のマルチマー(例えば、ポリマー)を形成し得る。   In the compound of formula I, when q = 1, the compound of formula I can be considered a monomer, and when q = 2-100,000, the compound of formula I is 2-100,000 monomers Can be considered a multimer or polymer composed of The monomers can each have the same structure or different structures, and can be linked by one or more bonds through one or more groups to form multimers of compounds of formula I (eg, Polymer).

好ましい局面において、a、bまたはcが0である場合、対応するR基は、電子対である。   In a preferred aspect, when a, b or c is 0, the corresponding R group is an electron pair.

別の好ましい実施態様において、q=1であり、そして(R1a、(R2bおよび(R3cが=Oであり、そして他の2つのR基が同じであるかまたは異なっており、そして独立して水素、メチル、エチルおよびプロピルからなる群より選択される場合、Aは、メチルでも、エチルでも、プロピルでもない。
式II
In another preferred embodiment, q = 1 and (R 1 ) a , (R 2 ) b and (R 3 ) c are ═O and the other two R groups are the same or If different and independently selected from the group consisting of hydrogen, methyl, ethyl and propyl, A is not methyl, ethyl or propyl.
Formula II

Figure 2011041573
ここで、式IIは、飽和であるか、または不飽和であり;
ここで、qは、1〜100,000であり得;
ここで、Xは、N、C、O、PおよびSからなる群より選択され;
Yは、O、N、S、P、C、−O−NH−、−O−CH2−O−、−O−S−、−O−CH2−S−、−O−CH2−NH−、−NH−S−、−NH−CH2−NH−、−O−CH(CH3)−NH−、−NH−CH(CH3)−NH−、−O−CH(CH3)−O−、−NH−C(CH32−NH−、−NH−CH2−S−、および他のメルカプタン、ホスファト、アルコキシ、オキシド、エーテル、エステル(アルカノイルオキシ)、カルボキシ、スルホニル、スルホン基、およびアミド基からなる群より選択され;そして
ここで、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7およびR8は、同一であっても、異なっていてもよく、そして独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アミノ、チオール、メルカプタン、ハロ、ニトロ、ニトリロ、ヒドロキシ、ヒドロキシアルキル、ヒドロキシアリール、ホスファト、アルコキシ、オキシド、エーテル、エステル(アルカノイルオキシ)、カルボキシ、スルホニル、スルホン基およびアミド基からなる群より選択され;
ここで、a、b、c、d、e、m、n、およびoは、整数であって、同じであっても、異なっていてもよく、そして独立して、a、b、c、dおよびeについては、0〜2から選択され、そしてm、nおよびoについては、0〜5から選択される。
Figure 2011041573
Wherein formula II is saturated or unsaturated;
Where q can be 1 to 100,000;
Where X is selected from the group consisting of N, C, O, P and S;
Y is, O, N, S, P , C, -O-NH -, - O-CH 2 -O -, - O-S -, - O-CH 2 -S -, - O-CH 2 -NH -, - NH-S -, - NH-CH 2 -NH -, - O-CH (CH 3) -NH -, - NH-CH (CH 3) -NH -, - O-CH (CH 3) - O -, - NH-C ( CH 3) 2 -NH -, - NH-CH 2 -S-, and other mercaptans, phosphato, alkoxy, oxide, ether, ester (alkanoyloxy), carboxy, sulfonyl, sulfone group And R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 may be the same or different from each other. Well and independently hydrogen, alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl, amino, thiol, mercap Emissions, halo, nitro, nitrilo, hydroxy, hydroxyalkyl, hydroxyaryl, phosphato, alkoxy, oxide, ether, ester (alkanoyloxy), carboxy, sulfonyl, selected from the group consisting of sulfone and amide groups;
Where a, b, c, d, e, m, n, and o are integers that may be the same or different and are independently a, b, c, d And e are selected from 0 to 2, and m, n and o are selected from 0 to 5.

式IIの化合物において、q=1である場合、式IIの化合物は、モノマーと考えられ得、そしてq=2〜100,000である場合、式IIの化合物は、2〜100,000のモノマーから構成されるマルチマーまたはポリマーであると考えられ得る。このモノマーは、各々が同じ構造を有していても、異なる構造を有していてもよく、そして1つ以上の基を通じて1つ以上の結合によって結合されて式IIの化合物のマルチマー(例えば、ポリマー)を形成し得る。   In the compound of formula II, when q = 1, the compound of formula II can be considered a monomer, and when q = 2-100,000, the compound of formula II is 2-100,000 monomers Can be considered a multimer or polymer composed of The monomers may each have the same structure or different structures, and are linked by one or more bonds through one or more groups to form a multimer of compounds of formula II (eg, Polymer).

本発明の1つの好ましい局面において、Yおよび/またはZはNであり、そしてm、nおよびoは1である。別の好ましい局面において、Yおよび/またはXは、Nおよび/またはOであり、そしてmおよびnは、1であり、そしてoは2である。好ましくは、a、b、c、dおよび/またはeは0である場合、対応するR基は、電子対であるか、または、不飽和構造の形成に関与する。   In one preferred aspect of the invention, Y and / or Z is N and m, n and o are 1. In another preferred aspect, Y and / or X is N and / or O, and m and n are 1, and o is 2. Preferably, when a, b, c, d and / or e is 0, the corresponding R group is an electron pair or is involved in the formation of an unsaturated structure.

式Iおよび式IIの化合物について:
代表的なC6-14アリール基は、以下を含むがそれらに限定されない:フェニル基、ベンジル基、メチルインドリル基、ナフチル基、フェナントリル基、アントラシル基、インデニル基、アズレニル基、ビフェニル基、ビフェニレニル基、およびフルオレニル基;
代表的なハロ基は、以下を含むがそれらに限定されない:フッ素、塩素、臭素およびヨウ素;
代表的なC1-15アルキル基は、以下を含むがそれらに限定されない:メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ならびに分枝鎖アルキル基;
代表的なC2-15アルケニル基は、以下を含むがそれらに限定されない:エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、へプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基など、ならびに分枝鎖アルケニル基;
代表的なC2-15アルキニル基は、以下を含む:エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、へプチニル基、オクチニル基、ノニニル基、デシニル基など、ならびに分枝鎖アルキニル基;
代表的な低級アルコキシ(エーテル)基は、上記において言及したC1-4アルキル基の1つによる酸素置換物を含み;そして
代表的なC2-6アルカノイルオキシ基は、アセトキシ、プロピオニルオキシ、ブタノイルオキシ、ペンタノイルオキシ、ヘキサノイルオキシおよびそれらの分枝鎖異性体を含む。
For compounds of Formula I and Formula II:
Representative C 6-14 aryl groups include but are not limited to: phenyl group, benzyl group, methylindolyl group, naphthyl group, phenanthryl group, anthracyl group, indenyl group, azulenyl group, biphenyl group, biphenylenyl A group, and a fluorenyl group;
Exemplary halo groups include but are not limited to: fluorine, chlorine, bromine and iodine;
Representative C 1-15 alkyl groups include, but are not limited to: methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl , A decyl group, and a branched chain alkyl group;
Exemplary C 2-15 alkenyl groups include, but are not limited to: ethenyl, propenyl, butenyl, pentenyl, hexenyl, heptenyl, octenyl, nonenyl, decenyl, and the like, and A branched alkenyl group;
Exemplary C 2-15 alkynyl groups include: ethynyl, propynyl, butynyl, pentynyl, hexynyl, heptynyl, octynyl, nonynyl, decynyl, and the like, as well as branched alkynyl groups ;
Exemplary lower alkoxy (ether) groups include oxygen substitutions with one of the C 1-4 alkyl groups referred to above; and exemplary C 2-6 alkanoyloxy groups include acetoxy, propionyloxy, butane Including noyloxy, pentanoyloxy, hexanoyloxy and their branched isomers.

本発明に従って使用され得る化合物は、糖類、アミノ酸および多価アルコールならびにそれらの誘導体を含む。糖類の例は、オリゴ糖、および単糖類(例えば、トレハロース、マルトース、グルコース、スクロース、ラクトース、キシロビオース、アガロビオース、セロビオース、レバンビオース(levanbiose)、キトビオース(quitobiose)、2−β−グルクロノシルグルクロン酸(2−β−glucuronosylglucuronic acid)、アロース、アルトロース、ガラクトース、グロース、イドース、マンノース、タロース、ソルビトール、レブロース、キシリトールおよびアラビトール)を含むが、これらに限定されない。   Compounds that can be used according to the present invention include sugars, amino acids and polyhydric alcohols and their derivatives. Examples of saccharides are oligosaccharides and monosaccharides (e.g. trehalose, maltose, glucose, sucrose, lactose, xylobiose, agarobiose, cellobiose, levanbiose, chitobiose, 2-β-glucuronosyl glucuronic acid ( 2-β-glucuronosylglucuronic acid), allose, altrose, galactose, gulose, idose, mannose, talose, sorbitol, levulose, xylitol and arabitol).

このようなアミノ酸は、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、トリプトファン、メチオニン、グリシン、セリン、スレオニン、システイン、チロシン、アスパラギン、グルタミン、アスパラギン酸、グルタミン酸、リジン、アルギニン、およびヒスチジン、ならびにそれらの誘導体を含み得るが、それらに限定されない。アミノ酸のD型およびL型、ならびに非タンパク質アミノ酸の両方が、本発明にしたがって使用され得る。例としては、N−(3’−オン−5’−メチル)−ヘキシルアラニン、ロイシンベタイン、N−メチルイソロイシン、およびγ−グルタミルロイシンが挙げられる。   Such amino acids are alanine, valine, leucine, isoleucine, proline, phenylalanine, tryptophan, methionine, glycine, serine, threonine, cysteine, tyrosine, asparagine, glutamine, aspartic acid, glutamic acid, lysine, arginine, and histidine, and those Derivatives thereof, but are not limited thereto. Both D and L amino acids as well as non-protein amino acids can be used according to the present invention. Examples include N- (3′-one-5′-methyl) -hexylalanine, leucine betaine, N-methylisoleucine, and γ-glutamylleucine.

多価アルコールの例としては、グリセロール、エチレングリコール、ポリエチレングリコールなどを含むが、これらに限定されない。   Examples of polyhydric alcohols include, but are not limited to, glycerol, ethylene glycol, polyethylene glycol, and the like.

本発明の好ましい化合物は、4−メチルモルホリン N−オキシド(MMNO)、およびN−アルキルイミダゾール化合物(例えば、1−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、および4−メチルイミダゾール、ベタイン(カルボキシメチル−トリメチルアンモニウム)、タウリン、エクトイン、ピペコリン酸(pipecolinic acid)、ピペコリン酸、2−モルフォリノエタンスルホン酸、ピリジン N−オキシド、N,N−ジメチルオクチルアミン N−オキシド、3−メチルイソキサゾール−5(4H)−オンモルホリン塩、グリシン、ソルコシン(sorcosine)、N−N−ジメチルグリシン、N−メチル−プロリン、4−ヒドロキシ−プロリン、1−メチル−2−ピロールカルボン酸、1−メチルインドール−2−カルボン酸、2−ピラジンカルボン酸、5−メチル−2−ピラジンカルボン酸、4−メチル−5−イミダゾール−カルボキシアルデヒド(carboxoaldehyde)、1−メチルピロール−2−カルボン酸、硝酸1−エチル−3−メチルイミダゾリウム(methylimidazolium)、エチルアゼチジン−1−プロピオネート、N,N−ジメチル−フェニルアラニン、S−カルボキシメチル−システイン、2−イミダゾールカルボキシアルデヒド(imidazolecarboxaldehyde)、4−イミダゾール酢酸、4−イミダゾールカルボン酸、4,5−イミダゾールジカルボン酸(imidazdedicarboxylic acid)、カルニチンNe−アセチル−b−リジン、γ−アミノ酪酸、トランス−4−ヒドロキシスタキドリン、Nα−カルバモイル−L−グルタミン l−アミド、コリン、ジメチルテチン、(スルホベタインおよびジメチルアセトテチン、ならびにそれらの誘導体)、N−アセチルグルタミニルグルタミンアミド、ジメチルスルホニオプロピオネート(dimethylsulfoniopropionate)、エクトイン(1,4,5,6−テトラヒドロ−2メチル−4−ピリミジン(pirymidine)カルボン酸)、ヒドロキシエクトイン、グルタミン酸、β−グルタミン(glutammine)、オクトピン、サルコシン、ならびにトリメチルアミン N−オキシド(TMAO)、平均分子量が約50,000〜約500,000ダルトンのポリ(2−エチル−2−オキサゾリン)、平均分子量が約100,000〜約200,000ダルトンのポリ(ジアリルジメチル塩化アンモニウム)ならびに他のアミノ酸およびその誘導体を含み得るが、それに限定されない。 Preferred compounds of the present invention include 4-methylmorpholine N-oxide (MMNO), and N-alkylimidazole compounds such as 1-methylimidazole, 2-methylimidazole, and 4-methylimidazole, betaine (carboxymethyl-trimethylammonium ), Taurine, ectoine, pipecolic acid, pipecolic acid, 2-morpholinoethanesulfonic acid, pyridine N-oxide, N, N-dimethyloctylamine N-oxide, 3-methylisoxazole-5 (4H) ) -One morpholine salt, glycine, sorcosine, NN-dimethylglycine, N-methyl-proline, 4-hydroxy-proline, 1-methyl-2-pyrrolecarboxylic acid, 1-methylindole -2-carboxylic acid, 2-pyrazinecarboxylic acid, 5-methyl-2-pyrazinecarboxylic acid, 4-methyl-5-imidazole-carboxaldehyde, 1-methylpyrrole-2-carboxylic acid, 1-ethyl nitrate -3-methylimidazolium, ethylazetidine-1-propionate, N, N-dimethyl-phenylalanine, S-carboxymethyl-cysteine, 2-imidazolecarboxaldehyde, 4-imidazoleacetic acid, 4-imidazole carboxylic acid, 4,5-imidazole dicarboxylic acid (imidazdedicarboxylic acid), carnitine N e - acetyl -b- lysine, .gamma.-aminobutyric acid, Lance-4-hydroxystachydrin, Nα-carbamoyl-L-glutamine l-amide, choline, dimethylthetin, (sulfobetaine and dimethylacetetine and their derivatives), N-acetylglutaminylglutamineamide, dimethylsulfonio Propionate (dimethylsulfoniopropionate), ectoine (1,4,5,6-tetrahydro-2methyl-4-pyrimidine carboxylic acid), hydroxyectoine, glutamic acid, β-glutamine, octopine, sarcosine, and trimethylamine N-oxide (TMAO), poly (2-ethyl-2-oxazoline) having an average molecular weight of about 50,000 to about 500,000 daltons, average molecular weight Poly about 100,000 to about 200,000 Daltons may include (diallyl dimethyl ammonium chloride) and other amino acids and derivatives thereof, but is not limited thereto.

さらに好ましい化合物には、式IおよびIIの化合物の誘導体および塩を含む。例えば、式Iまたは式IIの化合物が、カルボキシル(C=O)基を含む場合、本発明の化合物は、化学合成の慣用的な方法(例えば、カルボキシル含有化合物とアルコールまたはアミノ化合物を凝集させることによって)を使用して調製され得るカルボキシル基のエステルおよびアミドを含む。本発明のこの側面に従った有用なアルコールの例は、C1-6アルコールおよびC7-12アラルカノール(aralkanol)化合物を含み、これらはメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、およびそれらの分枝鎖アイソマーを含むが、これに限定されない。本発明のこの局面に従った有用なアミノ化合物の例は、C1-6アミノ化合物およびC7-12アラルクアミノ(aralkamino)化合物を含み、これらはメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミンおよびそれらの分枝鎖アイソマーを含むが、これに限定されない。式Iまたは式IIの化合物が、ヒドロキシ(−OH)基を含む場合、本発明の化合物は、ヒドロキシ含有化合物と、例えば、C1-6アルカン酸、C6-12アラルカン酸(aralkanoic acid)またはC2-12ジアルカン酸またはその無水物(例えば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸およびそれらの分枝鎖アイソマー、ならびにコハク酸、無水コハク酸、フマル酸、マレイン酸など)との凝集により調製され得るそのような化合物のエステルを含む。本発明に従って調製され、そして使用され得る式Iおよび式IIの化合物の他の誘導体は、本明細書に含まれる教示および当該分野の知識を考慮すると当業者に明らかである。 Further preferred compounds include derivatives and salts of compounds of formulas I and II. For example, when a compound of formula I or formula II contains a carboxyl (C═O) group, the compounds of the invention can be synthesized by conventional methods of chemical synthesis (eg, aggregating a carboxyl-containing compound and an alcohol or amino compound). Including esters and amides of carboxyl groups that can be prepared using Examples of useful alcohols according to this aspect of the invention include C 1-6 alcohols and C 7-12 aralkanol compounds, which are methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, and Including but not limited to those branched chain isomers. Examples of useful amino compounds according to this aspect of the invention include C 1-6 amino compounds and C 7-12 aralkamino compounds, which are methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, pentylamine, Including but not limited to hexylamine and their branched isomers. Where the compound of formula I or formula II contains a hydroxy (—OH) group, the compound of the invention can be combined with a hydroxy-containing compound such as C 1-6 alkanoic acid, C 6-12 aralkanoic acid or C 2-12 dialkanoic acid or its anhydride (for example, formic acid, acetic acid, propionic acid, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid and their branched chain isomers, and succinic acid, succinic anhydride, fumaric acid, maleic acid, etc. And esters of such compounds, which can be prepared by aggregation. Other derivatives of the compounds of Formula I and Formula II that can be prepared and used in accordance with the present invention will be apparent to those skilled in the art in view of the teachings contained herein and knowledge in the art.

式IおよびIIの化合物の塩もまた本発明の範囲内に含まれる。式IおよびIIの化合物の酸を付加した塩は、慣用的な化学合成の方法(例えば、塩酸、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、酢酸、クエン酸、酒石酸、カルボン酸、リン酸、シュウ酸などを含む酸の溶液との特定の化合物溶液の混合による)により形成され得る。式IおよびIIの化合物の塩基性塩は、化学合成の慣用的な方法(例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化コリン、炭酸ソーダ、Trisなどのような塩基性の溶液との特定の化合物溶液の混合による)を使用して形成され得る。本発明に従って調製されそして使用され得る式IおよびIIの化合物の他の塩は、本明細書中に含まれる教示および当該分野の知識を考慮すると当業者に明らかである。   Also included within the scope of the invention are salts of the compounds of Formulas I and II. Acid-added salts of compounds of formulas I and II can be prepared by conventional chemical synthesis methods (eg hydrochloric acid, fumaric acid, maleic acid, succinic acid, acetic acid, citric acid, tartaric acid, carboxylic acid, phosphoric acid, oxalic acid By mixing a particular compound solution with a solution of an acid containing, etc. The basic salts of the compounds of formulas I and II can be prepared by conventional methods of chemical synthesis (for example, with certain basic solutions such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, choline hydroxide, sodium carbonate, Tris, etc.). By mixing compound solutions). Other salts of the compounds of formulas I and II that can be prepared and used in accordance with the present invention will be apparent to those skilled in the art in view of the teachings contained herein and knowledge in the art.

上記の化合物および組成物は、単独でまたはそれらの任意の組み合わせで使用され得る。好ましくは、少なくとも2つの組み合わせ、少なくとも3つの組み合わせ、少なくとも4つの組み合わせ、少なくとも5つの組み合わせなどが、本発明に従って使用される。好ましい局面において、2〜10個、2〜9個、2〜8個、2〜7個、2〜6個、2〜5個、2〜4個、および2〜3個のこのような化合物が、使用される。好ましい局面において、本発明は、上記の化合物の任意の組み合わせを混合することにより得られる組成物に関する。このような化合物と共に混合する場合、特定の相互作用が生じ得、これは、混合されている化合物の1つ以上の構造を変化し得、そして新規なまたは異なる化合物を生じ得る。   The above compounds and compositions can be used alone or in any combination thereof. Preferably, at least two combinations, at least three combinations, at least four combinations, at least five combinations and the like are used according to the present invention. In a preferred aspect, 2-10, 2-9, 2-8, 2-7, 2-6, 2-5, 2-4, and 2-3 such compounds are ,used. In a preferred aspect, the present invention relates to a composition obtained by mixing any combination of the above compounds. When mixed with such compounds, certain interactions can occur, which can change one or more structures of the compound being mixed and can result in new or different compounds.

これらの組成物は、核酸分子の増強された、高性能な合成のための方法に使用され得、これらは、増幅方法(特にPCR)、逆転写方法、および配列決定方法を含む。本発明はまた、これらの方法により生成される核酸分子、それらのフラグメントまたはそれらの誘導体、およびこのような核酸分子、フラグメントまたは誘導体を含むベクターおよび宿主細胞に関する。本発明はまた、所望のポリペプチドを生成するためのこのような核酸分子の使用に関する。本発明はまた、本発明の化合物または組成物を含むキットに関する。   These compositions can be used in methods for enhanced, high performance synthesis of nucleic acid molecules, including amplification methods (especially PCR), reverse transcription methods, and sequencing methods. The invention also relates to nucleic acid molecules produced by these methods, fragments or derivatives thereof, and vectors and host cells comprising such nucleic acid molecules, fragments or derivatives. The invention also relates to the use of such nucleic acid molecules to produce the desired polypeptide. The invention also relates to a kit comprising a compound or composition of the invention.

(合成方法)
式IおよびIIの化合物は、以下のように当業者に公知な有機化学合成の標準的な技術を使用して合成され得る。
(Synthesis method)
Compounds of formula I and II can be synthesized using standard techniques of organic chemical synthesis known to those skilled in the art as follows.

式Iの化合物の合成は、以下のように実行され得る:   The synthesis of compounds of formula I can be carried out as follows:

Figure 2011041573
例えば、ここでR4およびZはHであり、Yは−CO2Hであり、d,e、f、およびmは、1であり、次いで、出発化学物質は、市販のBrCH2CH2CO2Hである。
Figure 2011041573
For example, where R 4 and Z are H, Y is —CO 2 H, d, e, f, and m are 1, then the starting chemical is commercially available BrCH 2 CH 2 CO 2 H.

式IIの化合物の合成は、以下のように実行され得る:   The synthesis of the compound of formula II can be carried out as follows:

Figure 2011041573
例えば、ここで、R2およびR3は、Hであり;bおよびmは、1であり、;c−1およびn−1は、0であり、次いで、出発化学物質は、市販のNH2−CH2−COHである。
Figure 2011041573
For example, where R 2 and R 3 are H; b and m are 1; c-1 and n-1 are 0, then the starting chemical is commercially available NH 2 it is a -CH 2 -COH.

BrCH2CO2H、CH3CH(Br)CO2H、CH2CH2CH(Br)CO2H、BrCH2CH2CH2CO2H、Cl−CH2−CH2−Cl(CH32CHCH(Br)CO2、CH3CH2CH(Br)CO2H、BrCH2CH2CH2CO2H、BrCH2CH2CO2H、HO2CCH2CH(Br)CO2Hもまた、市販されている。このような化合物は、Aldrich(St.Louis、MO)から入手し得る。 BrCH 2 CO 2 H, CH 3 CH (Br) CO 2 H, CH 2 CH 2 CH (Br) CO 2 H, BrCH 2 CH 2 CH 2 CO 2 H, Cl-CH 2 -CH 2 -Cl (CH 3 ) 2 CHCH (Br) CO 2 , CH 3 CH 2 CH (Br) CO 2 H, BrCH 2 CH 2 CH 2 CO 2 H, BrCH 2 CH 2 CO 2 H, HO 2 CCH 2 CH (Br) CO 2 H Is also commercially available. Such compounds are available from Aldrich (St. Louis, MO).

アミノ酸、およびそれらの誘導体、糖類、およびそれらの誘導体、ならびにN−アルキルイミダゾール化合物(1−メチルイミダゾールおよび4−メチルイミダゾールを含む)のような、本発明において使用するための、多数の化合物は、例えば、Sigma(St.Louis、MO)から、商業的に入手され得る。   Numerous compounds for use in the present invention, such as amino acids and their derivatives, saccharides and their derivatives, and N-alkylimidazole compounds (including 1-methylimidazole and 4-methylimidazole) are: For example, commercially available from Sigma (St. Louis, MO).

本発明の組成物を処方するために、上記の1つ以上の化合物が,任意の様式で一緒に混合され得る。このような混合物は、それらの粉末の形態でこれらの化合物を混合させる工程、水溶性溶媒または有機溶媒中で各化合物の溶液を調製する工程、ならびに本発明の組成物を形成するために、溶液を混合する工程、あるいは少なくとも1つの化合物の溶液を調製する工程、および1つ以上のさらなる化合物の粉末形態を混合する工程により、達成され得る。   To formulate the composition of the present invention, the one or more compounds described above can be mixed together in any manner. Such mixtures include the steps of mixing these compounds in their powder form, preparing a solution of each compound in an aqueous or organic solvent, as well as forming a solution of the present invention. Or by preparing a solution of at least one compound and mixing one or more additional compound powder forms.

本発明のさらなる好ましい局面において、本発明の組成物は、核酸ポリメラーゼ活性を有する1つ以上のポリペプチドをさらに含み得る。核酸ポリメラーゼ活性を有するこのような好ましい酵素は、DNAポリメラーゼ活性を有するポリペプチド、RNAポリメラーゼ活性を有するポリペプチド、および逆転写酵素活性を有するポリペプチドを含み得るが、これらに限定されない。   In a further preferred aspect of the present invention, the composition of the present invention may further comprise one or more polypeptides having nucleic acid polymerase activity. Such preferred enzymes having nucleic acid polymerase activity may include, but are not limited to, polypeptides having DNA polymerase activity, polypeptides having RNA polymerase activity, and polypeptides having reverse transcriptase activity.

さらに好ましくは、本発明の組成物は、作業濃度で、または濃縮物(2×、5×、10×、50×など)として提供される。このような組成物は、種々の温度での保存の際に、好ましくは安定である。用語「安定」および「安定性」は、本明細書において使用される場合、一般的に、組成物が、約4℃の温度での約1週間、約−20℃の温度で約6ヶ月間保存された後、元の酵素および/または化合物の活性の、少なくとも70%、好ましくは少なくとも80%、および最も好ましくは約90%の成分(例えば、組成物の化合物または酵素)を保持することを意味する。本明細書で使用する場合、用語「作業濃度」は、特定の機能(例えば核酸の合成)を行なうために、溶液中で使用される最適濃度または最適に近い濃度である化学化合物または酵素の濃度を意味する。   More preferably, the composition of the present invention is provided at a working concentration or as a concentrate (2 ×, 5 ×, 10 ×, 50 ×, etc.). Such compositions are preferably stable upon storage at various temperatures. The terms “stable” and “stability” as used herein generally indicate that the composition is about 1 week at a temperature of about 4 ° C., about 6 months at a temperature of about −20 ° C. Retain at least 70%, preferably at least 80%, and most preferably about 90% of the activity of the original enzyme and / or compound (eg, the compound or enzyme of the composition) after storage. means. As used herein, the term “working concentration” refers to the concentration of a chemical compound or enzyme that is at or near the optimal concentration used in solution to perform a particular function (eg, nucleic acid synthesis). Means.

本発明の組成物の形成において使用され得る水は、好ましくは、蒸留され、脱イオン化され、および滅菌濾過され(0.1〜0.2μmフィルターを通して)、ならびにDNase酵素およびRNase酵素によって汚染されていない水である。このような水は、例えば、Sigma Chemical Company(Saint Louis、Missouri)から市販されているか、または必要な場合は、当業者に周知の方法に従って作製され得る。   The water that can be used in forming the compositions of the present invention is preferably distilled, deionized, and sterile filtered (through a 0.1-0.2 μm filter) and contaminated with DNase and RNase enzymes. There is no water. Such water is commercially available, for example, from Sigma Chemical Company (Saint Louis, Missouri) or, if necessary, can be made according to methods well known to those skilled in the art.

化学(および必要に応じてポリペプチド)成分に加えて、本発明の組成物は、好ましくは、1つ以上の緩衝液および核酸分子の合成に必要なコファクターを含む。本発明の組成物の形成に使用するための特に好ましい緩衝液は、酢酸塩、硫酸塩、塩酸塩、リン酸塩、またはトリス−(ヒドロキシメチル)アミノメタン(TRIS(登録商標))の遊離酸形態であるが、等価な結果を有するTRIS(登録商標)と、ほぼ同じイオン強度およびpKaの代替緩衝液が、使用され得る。緩衝液の塩に加えて、カリウム塩(好ましくは、塩化カリウムまたは酢酸カリウム)およびマグネシウム塩(好ましくは、塩化マグネシウムまたは酢酸マグネシウム)のようなコファクター塩が、組成物中に含まれる。   In addition to chemical (and optionally polypeptide) components, the compositions of the invention preferably include one or more buffers and cofactors necessary for the synthesis of the nucleic acid molecule. Particularly preferred buffers for use in forming the compositions of the present invention are acetate, sulfate, hydrochloride, phosphate, or the free acid of tris- (hydroxymethyl) aminomethane (TRIS®). An alternative buffer of approximately the same ionic strength and pKa can be used as TRIS®, which is in form but with equivalent results. In addition to the buffer salts, cofactor salts such as potassium salts (preferably potassium chloride or potassium acetate) and magnesium salts (preferably magnesium chloride or magnesium acetate) are included in the composition.

しばしば、最初に緩衝液およびコファクター塩を作業濃度で水に溶解すること、ならびに化学化合物(および必要に応じてポリペプチド)を添加する前に溶液のpHを調整することは、好ましい。この方法において、任意のpH感受性化学化合物およびポリペプチドは、本発明の組成物の処方の間、酸媒介のまたはアルカリ媒介の不活化または分解をあまり受けない。   Often, it is preferred to first dissolve the buffer and cofactor salt in water at a working concentration and adjust the pH of the solution before adding the chemical compound (and optionally the polypeptide). In this way, any pH sensitive chemical compounds and polypeptides are less susceptible to acid mediated or alkali mediated inactivation or degradation during formulation of the compositions of the invention.

緩衝化塩溶液を処方するために、好ましくは、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(TRIS(登録商標))の塩であり、そして最も好ましくは、その塩酸塩の塩である緩衝剤の塩は、十分な量の水と合わされ、5〜150ミリモーラーの濃度のTRIS(登録商標)を、好ましくは、10〜60ミリモーラーのTRIS(登録商標)を、最も好ましくは、約20〜60ミリモーラーのTRIS(登録商標)を有する溶液を生じる。この溶液にマグネシウム塩(好ましくは、その塩化物または酢酸塩のいずれか)が添加され、1〜10ミリモーラー、好ましくは1.5〜8.0ミリモーラー、および最も好ましくは、約3〜7.5ミリモーラーのその作業濃度を提供し得る。カリウム塩(最も好ましくは、塩化カリウム)もまた、10〜100ミリモーラーの作業濃度で、および最も好ましくは、約75ミリモーラーの作業濃度で溶液に添加され得る。ジチオスレイトールのような還元剤は、好ましくは約1〜100mMの終濃度で、より好ましくは、約5〜50mMまたは約7.5〜20mMの濃度で、そして最も好ましくは、約10mMの濃度で、溶液に添加され得る。エチレンジアミン四酢酸(EDTA)二ナトリウムのような少量のEDTAの塩もまた添加され得るが(好ましくは、約0.1mM)、EDTAの含有は、本発明の組成物の機能または安定性に必須ではないようである。全ての緩衝液および塩を添加した後、この緩衝化塩溶液は、すべての塩が溶解するまでよく混合され、そしてpHは、当該分野で公知の方法を使用して、7.4〜9.2のpH値、好ましくは8.0〜9.0のpH値、ならびに最も好ましくは、約8.4のpH値に調整される。   To formulate a buffered salt solution, preferably a salt of tris (hydroxymethyl) aminomethane (TRIS®) and most preferably a salt of the buffer which is a salt of its hydrochloride is Combined with a sufficient amount of water, a concentration of 5 to 150 millimolar TRIS®, preferably 10 to 60 millimolar TRIS®, most preferably about 20 to 60 millimolar TRIS® Resulting in a solution having the trademark). Magnesium salt (preferably either its chloride or acetate) is added to this solution and 1-10 millimolar, preferably 1.5-8.0 millimolar, and most preferably about 3-7.5. It can provide that working concentration of millimolar. A potassium salt (most preferably potassium chloride) may also be added to the solution at a working concentration of 10-100 millimolar and most preferably at a working concentration of about 75 millimolar. A reducing agent such as dithiothreitol is preferably at a final concentration of about 1-100 mM, more preferably at a concentration of about 5-50 mM or about 7.5-20 mM, and most preferably at a concentration of about 10 mM. Can be added to the solution. A small amount of EDTA salt such as disodium ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) may also be added (preferably about 0.1 mM), but the inclusion of EDTA is essential for the function or stability of the composition of the invention. There seems to be no. After adding all buffers and salts, the buffered salt solution is mixed well until all salts are dissolved and the pH is 7.4-9. Using methods known in the art. PH value of 2, preferably from 8.0 to 9.0, and most preferably at a pH value of about 8.4.

これらの緩衝化塩溶液に、本発明の化合物および必要に応じて、核酸ポリメラーゼ活性を有する1つ以上のポリペプチドを添加し、本発明の組成物を生成する。   To these buffered salt solutions, the compounds of the invention and optionally one or more polypeptides having nucleic acid polymerase activity are added to produce the compositions of the invention.

好ましい組成物において、本発明の化合物は、約10:1、約9:1、約8:1、約7:1、約6:1、約5:1、約4:1、約3:1、約2.5:1、約2:1、約1.75:1、約1.5:1、約1.25:1、約1:1、約1:1.25、約1:1.5、約1:1.75、約1:2、約1:2.5、約1:3、約1:4、約1:5、約1:6、約1:7、約1:8、約1:9、または約1:10のモル比あるいは化学量論比で混合される。より好ましくは、化合物は、約1:1のモル比または化学量論比で混合される。他のモル比または化学量論比が、慣用的な最適化により決定され得る。2つより多い化合物を使用して、本発明の組成物を形成する場合、各化合物の量が、核酸合成に対する効果を試験することにより容易に最適化され得る。次いで、これらの化合物は、以下に記載の核酸合成方法で使用するために、約0.01〜5M、約0.05〜5M、約0.1〜4M、約0.25〜3M、約0.3〜2.5M、約0.4〜2M、約0.4〜1.5M、約0.4〜1M、または約0.4〜0.8Mの作業濃度で好ましくは組成物中に処方される。使用される化合物によって、他のモル量が、所望の結果に依存して使用され得る。次いで、本発明の組成物は、核酸分子の合成に使用するまで、65℃で2〜4週間、室温〜37℃で1〜2ヶ月、4℃で1〜6ヶ月、そして−20℃で3ヶ月から1年以上保存され得る。   In preferred compositions, the compounds of the present invention are about 10: 1, about 9: 1, about 8: 1, about 7: 1, about 6: 1, about 5: 1, about 4: 1, about 3: 1. About 2.5: 1, about 2: 1, about 1.75: 1, about 1.5: 1, about 1.25: 1, about 1: 1, about 1: 1.25, about 1: 1. .5, about 1: 1.75, about 1: 2, about 1: 2.5, about 1: 3, about 1: 4, about 1: 5, about 1: 6, about 1: 7, about 1: 8, about 1: 9, or about 1:10 molar ratio or stoichiometric ratio. More preferably, the compounds are mixed in a molar ratio or stoichiometric ratio of about 1: 1. Other molar ratios or stoichiometric ratios can be determined by routine optimization. When more than two compounds are used to form the composition of the invention, the amount of each compound can be easily optimized by testing its effect on nucleic acid synthesis. These compounds are then used in the nucleic acid synthesis methods described below for about 0.01-5M, about 0.05-5M, about 0.1-4M, about 0.25-3M, about 0. Preferably formulated in the composition at a working concentration of 3 to 2.5M, about 0.4 to 2M, about 0.4 to 1.5M, about 0.4 to 1M, or about 0.4 to 0.8M. Is done. Depending on the compound used, other molar amounts can be used depending on the desired result. The composition of the invention is then allowed to use at 65 ° C. for 2-4 weeks, room temperature to 37 ° C. for 1-2 months, 4 ° C. for 1-6 months, and −20 ° C. for 3 months until used for the synthesis of nucleic acid molecules. It can be stored from months to over a year.

ポリメラーゼ活性を有する種々のポリペプチドは、本発明に従って有用である。核酸ポリメラーゼ(DNAポリメラーゼおよびRNAポリメラーゼを含む)のような酵素が、これらのポリペプチドの中に含まれる。このようなポリメラーゼは、以下を含むがそれに限定されない:Thermus thermophilus(Tth)DNAポリメラーゼ、Thermus aquaticus(Taq)DNAポリメラーゼ、Thermotoga neopolitana(Tne)DNAポリメラーゼ、Thermotoga maritima(Tma)DNAポリメラーゼ、Thermococcus litoralis(TliまたはVENTTM)DNAポリメラーゼ、Pyrococcus furiosus(Pfu)DNAポリメラーゼ、DEEPVENTTMDNAポリメラーゼ、Pyrococcus woosii(Pwo)DNAポリメラーゼ、Pyrococcus sp KDD2(KOD)DNAポリメラーゼ、Bacillus sterothermophilus(Bst)DNAポリメラーゼ、Bacillus caldophilus(Bca)DNAポリメラーゼ、Sulfolobus acidocaldarius(Sac)DNAポリメラーゼ、Thermoplasma acidophilum(Tac)DNAポリメラーゼ、Thermusflavus(Tfl/Tub)DNAポリメラーゼ、Thermus ruber(Tru)DNAポリメラーゼ、Thermus brockianus(DYNAZYMETM)DNAポリメラーゼ、Methanobacterium thermoautotrophicum(Mth)DNAポリメラーゼ、mycobacterium DNAポリメラーゼ(Mtb、Mlep)、ならびにそれらの変異体、改変体および誘導体。T3、T5およびSP6、ならびにそれらの変異体、改変体および誘導体のようなRNAポリメラーゼもまた、本発明に従って使用され得る。 Various polypeptides having polymerase activity are useful according to the present invention. Enzymes such as nucleic acid polymerases (including DNA polymerase and RNA polymerase) are included in these polypeptides. Such polymerases include, but are not limited to, Thermus thermophilus (Tth) DNA polymerase, Thermus aquaticus (Taq) DNA polymerase, Thermotoga neopolitana (Tne) DNA polymerase, Thermotoga maritima co (Tma) DNA polymerase, or VENT TM) DNA polymerase, Pyrococcus furiosus (Pfu) DNA polymerase, DEEPVENT TM DNA polymerase, Pyrococcus woosii (Pwo) DNA polymerase, Pyrococcus sp KDD2 (KOD) DNA polymerase, Bacillus terothermophilus (Bst) DNA polymerase, Bacillus caldophilus (Bca) DNA polymerase, Sulfolobus acidocaldarius (Sac) DNA polymerase, Thermoplasma acidophilum (Tac) DNA polymerase, Thermosflavus (Tac) (DYNAZYME ) DNA polymerase, Methanobacterium thermoautotropicum (Mth) DNA polymerase, mycobacterium DNA polymerase (Mtb, Mlep), and their Mutants, variants and derivatives. RNA polymerases such as T3, T5 and SP6, and variants, variants and derivatives thereof can also be used according to the present invention.

本発明おいて使用される核酸ポリメラーゼは、中温性または好熱性であり得、そして好ましくは、好熱性である。好ましい中温性のDNAポリメラーゼは、T7 DNAポリメラーゼ、T5 DNAポリメラーゼ、クレノウ断片DNAポリメラーゼ、DNAポリメラーゼIIIなどを含む。本発明の方法および組成物において使用され得る、好ましい耐熱性DNAポリメラーゼは、Taq、Tne、Tma、Pfu、Tfl、Tth、Stoffel断片、VENTTMおよびDEEPVENTTM DNAポリメラーゼ、ならびにそれらの変異体、改変体、および誘導体を含む(米国特許第5,436,149号;米国特許第4,889,818号;米国特許第4,965,188号;米国特許第5,079,352号;米国特許第5,614,365号;米国特許第5,374,553号;米国特許第5,270,179号;米国特許第5,047,342号;米国特許第5,512,462号;WO92/06188;WO92/06200;WO96/10640;Barnes、W.M.、Gene 112:29−35(1992);Lawyer、F.C.ら、PCR Meth.Appl.2:275−287(1993);Flaman、J.−Mら、Nucl.Acids Res.22(15):3259−3260(1994))。長い核酸分子(例えば、約3〜5Kb長より長い核酸分子)の増幅のために、少なくとも2つのDNAポリメラーゼ(一方は、3’エキソヌクレアーゼ活性を実質的に欠いており、そして片方は、3’エキソヌクレアーゼ活性を有する)が、代表的に使用される。米国特許第5,436,149号;米国特許第5,512,462号;Barnes、W.M.、Gene 112:29−35(1992);および同時係属中の米国特許出願第08/801,720号(1997年2月14日出願)(これらの開示の全体が参考として本明細書中に援用される)を参照のこと。実質的に3’エキソヌクレアーゼ活性を欠くDNAポリメラーゼの例は、Taq、Tne(exo-)、Tma(exo-)、Pfu(exo-)、Pwo(exo-)およびTth DNAポリメラーゼ、ならびにそれらの変異体改変体および誘導体を含むが、それらに限定されない。 The nucleic acid polymerase used in the present invention can be mesophilic or thermophilic and is preferably thermophilic. Preferred mesophilic DNA polymerases include T7 DNA polymerase, T5 DNA polymerase, Klenow fragment DNA polymerase, DNA polymerase III, and the like. Preferred thermostable DNA polymerases that can be used in the methods and compositions of the present invention are Taq, Tne, Tma, Pfu, Tfl, Tth, Stoffel fragments, VENT and DEEPVENT DNA polymerases, and variants, variants thereof And derivatives (US Pat. No. 5,436,149; US Pat. No. 4,889,818; US Pat. No. 4,965,188; US Pat. No. 5,079,352; US Pat. US Pat. No. 5,374,553; US Pat. No. 5,270,179; US Pat. No. 5,047,342; US Pat. No. 5,512,462; WO 92/06188; WO 92/06200; WO 96/10640; Barnes, WM, Gene 112: 29-35 (1 92); Lawyer, FC et al., PCR Meth. Appl. 2: 275-287 (1993); Flaman, J.-M et al., Nucl. Acids Res. 22 (15): 3259-3260 (1994)). . For amplification of long nucleic acid molecules (eg, nucleic acid molecules longer than about 3-5 Kb), at least two DNA polymerases (one substantially lacking 3 'exonuclease activity and one is 3' Having exonuclease activity) is typically used. U.S. Pat. No. 5,436,149; U.S. Pat. No. 5,512,462; Barnes, W. et al. M.M. Gene 112: 29-35 (1992); and co-pending US patent application Ser. No. 08 / 801,720 (filed Feb. 14, 1997), the entire disclosures of which are incorporated herein by reference. See). Examples of DNA polymerases that substantially lack 3 ′ exonuclease activity are Taq, Tne (exo ), Tma (exo ), Pfu (exo ), Pwo (exo ), and Tth DNA polymerases, and their mutations Including but not limited to body variants and derivatives.

本発明において使用するための逆転写活性を有するポリペプチドは、逆転写活性を有する任意のポリペプチドを含む。このような酵素は、レトロウイルス逆転写酵素、レトロトランスポゾン逆転写酵素、B型肝炎逆転写酵素、カリフラワーモザイクウイルス逆転写酵素、細菌性逆転写酵素、Tth DNAポリメラーゼ、Taq DNAポリメラーゼ(Saiki、R.K.ら、Science 239:487−491(1988);米国特許第4,889,818号および同第4,965,188号)、Tne DNAポリメラーゼ(WO96/10640)、Tma DNAポリメラーゼ(米国特許第5,374,553号)、ならびにそれらの変異体、改変体、および誘導体(例えば、A.John HughesおよびDeb K.Chatterjeeの同時係属中の米国特許出願第08/706,702号および同第08/706,706号(ともに、1996年9月9日出願))(これらは、その全体が参考として本明細書中に援用される)を含む、がそれらに限定されない。本発明の使用のために好ましい酵素は、RNase H活性において減少または実質的に減少する酵素を含む。「RNase H活性において実質的に減少する」酵素とは、酵素が、対応する野生型またはRNase H+酵素(例えば、野生型モロニーマウス白血病ウイルス(M−MLV)逆転写酵素、鳥類骨髄芽球症ウイルス(AMV)逆転写酵素、またはラウス肉腫ウイルス(RSV)逆転写酵素)のRNase H活性の約20%未満、より好ましくは約15%、10%、または5%未満、そして最も好ましくは約2%未満の活性を有することを意味する。任意の酵素のRNase酵素活性は、様々なアッセイ(例えば、米国特許第5,244,797号、Kotewicz,M.L.ら、Nucl.Acids Res.16:265(1988)およびGerard、G.F.ら、FOCUS 14(5):91(1992)に記載されるアッセイ)によって決定され得、この開示の全ては、本明細書中に参考として全てが援用される。本発明の使用のために特に好ましいこのようなポリペプチドは、M−MLV H-逆転写酵素、RSV H-逆転写酵素、AMV H-逆転写酵素、RAV(ラウス関連ウイルス)H-逆転写酵素、MAV(骨髄芽球症関連ウイルス)H-逆転写酵素およびHIV H-逆転写酵素を含むが、これらに限定されない。しかし、RNase H活性が実質的に減少しているリボ核酸分子(すなわち、逆転写酵素活性を有する)から、DNA分子を生成し得る任意の酵素は、本発明の組成物、方法およびキットにおいて同価に使用され得ることが当業者に理解される。 Polypeptides having reverse transcription activity for use in the present invention include any polypeptide having reverse transcription activity. Such enzymes include retrovirus reverse transcriptase, retrotransposon reverse transcriptase, hepatitis B reverse transcriptase, cauliflower mosaic virus reverse transcriptase, bacterial reverse transcriptase, Tth DNA polymerase, Taq DNA polymerase (Saiki, R. et al. K. et al., Science 239: 487-491 (1988); U.S. Pat. Nos. 4,889,818 and 4,965,188), Tne DNA polymerase (WO96 / 10640), Tma DNA polymerase (U.S. Pat. 5,374,553), and variants, modifications, and derivatives thereof (eg, co-pending US patent application Ser. Nos. 08 / 706,702 and 08 of A. John Hughes and Deb K. Chatterjee). / 706,706 (both 1 Including, but not limited to, filed September 9, 996), which are hereby incorporated by reference in their entirety. Preferred enzymes for use in the present invention include enzymes that decrease or substantially reduce RNase H activity. An enzyme that “substantially decreases in RNase H activity” means that the enzyme corresponds to the corresponding wild type or RNase H + enzyme (eg, wild type Moloney murine leukemia virus (M-MLV) reverse transcriptase, avian myeloblastosis Less than about 20%, more preferably less than about 15%, 10%, or 5%, and most preferably about 2 of the RNase H activity of a virus (AMV) reverse transcriptase, or Rous sarcoma virus (RSV) reverse transcriptase) Means having less than% activity. The RNase enzyme activity of any enzyme is determined by various assays (eg, US Pat. No. 5,244,797, Kotewicz, ML, et al., Nucl. Acids Res. 16: 265 (1988) and Gerard, G. F.). Et al, FOCUS 14 (5): 91 (1992)), the entire disclosure of which is hereby incorporated by reference in its entirety. Particularly preferred such polypeptides for use in the present invention, M-MLV H - reverse transcriptase, RSV H - reverse transcriptase, AMV H - reverse transcriptase, RAV (rous-associated virus) H - reverse transcriptase , MAV (myeloblastosis-associated virus) H - reverse transcriptase and HIV H - including reverse transcriptase, but not limited to. However, any enzyme capable of generating a DNA molecule from a ribonucleic acid molecule that has substantially reduced RNase H activity (ie, having reverse transcriptase activity) is not included in the compositions, methods and kits of the present invention. It will be appreciated by those skilled in the art that

本発明において使用するための、DNAポリメラーゼおよびRNAポリメラーゼは、例えば、Life Technologies、Inc.(Rockville、Maryland)、Perkin−Elmer(Branchburg、New Jersey)、New England BioLabs(Beverly、Massachusetts)またはBoehringer Mannheim Biochemicals(Indianapolis、Indiana)から商業的に入手され得る。本発明における使用のための逆転写活性を有するポリペプチドは、例えば、Life Technologies、Inc.(Rockville、Maryland)、Pharmacia(Piscataway、New Jersey)、Sigma(Saint Louis、Missouri)またはBoehringer Mannheim Biochemicals(Indianapolis、Indiana)から商業的に入手され得る。あるいは、逆転写活性を有するポリペプチドは、それらの天然のウイルスまたは細菌供給源から、当業者に周知の天然のタンパク質を単離および精製するための標準的な手順に従って、単離され得る(例えば、Houts、D.E.ら、J.Virol.29:517(1979)を参照のこと)。さらに、逆転写活性を有するポリペプチドは、当業者に知られる組換えDNA技術により調製され得る(例えば、Kotewicz、M.L.ら、Nucl.Acids Res.16:265(1988);Soltis、D.A.およびSkalka A.M.、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:3372−3376(1988)を参照のこと)。   DNA polymerases and RNA polymerases for use in the present invention are described, for example, in Life Technologies, Inc. (Rockville, Maryland), Perkin-Elmer (Branchburg, New Jersey), New England BioLabs (Beverly, Massachusetts) or commercially available from Boehringer Mannheim Biochem. Polypeptides with reverse transcription activity for use in the present invention are described in, for example, Life Technologies, Inc. (Rockville, Maryland), Pharmacia (Piscataway, New Jersey), Sigma (Saint Louis, Missouri) or Boehringer Mannheim Biochemicals (obtained commercially from Indianapolis, Indianapolis). Alternatively, polypeptides having reverse transcription activity can be isolated from their natural viral or bacterial sources according to standard procedures for isolating and purifying natural proteins well known to those skilled in the art (eg, Houts, DE et al., J. Virol. 29: 517 (1979)). In addition, polypeptides having reverse transcription activity can be prepared by recombinant DNA techniques known to those of skill in the art (eg, Kotewicz, ML et al., Nucl. Acids Res. 16: 265 (1988); Soltis, D A. and Skalka AM, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 3372-3376 (1988)).

ポリメラーゼ活性または逆転写酵素活性を有するポリペプチドは、好ましくは、約0.1〜200単位/ml、約0.1〜50単位/ml、約0.1〜40単位/ml、約0.1〜36単位/ml、約0.1〜34単位/ml、約0.1〜32単位/ml、約0.1〜30単位/ml、または約0.1〜20単位/mlの溶液中の最終濃度で、そして最も好ましくは約20〜40単位/mlの濃度で、本発明の組成物および方法において使用される。もちろん、本発明における使用に適切なこのようなポリメラーゼまたは逆転写酵素の他の適切な濃度は、当業者に明らかである。   The polypeptide having polymerase activity or reverse transcriptase activity is preferably about 0.1-200 units / ml, about 0.1-50 units / ml, about 0.1-40 units / ml, about 0.1 In a solution of about -36 units / ml, about 0.1-34 units / ml, about 0.1-32 units / ml, about 0.1-30 units / ml, or about 0.1-20 units / ml Used in the compositions and methods of the present invention at a final concentration, and most preferably at a concentration of about 20-40 units / ml. Of course, other suitable concentrations of such polymerases or reverse transcriptases suitable for use in the present invention will be apparent to those skilled in the art.

(核酸合成の方法)
本発明の化合物および組成物は、核酸の合成のための方法において使用され得る。特に、本発明の化合物および組成物は、特に、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)のような増幅反応を介して、高含量のグアニンおよびシトシンを有する核酸分子(すなわち、「GCリッチ」核酸分子)の合成を容易にすることが発見されている。従って、本発明の化合物および組成物は、核酸分子(例えば、DNA(特に、cDNA)分子およびRNA(特に、mRNA)分子)の合成を必要とする任意の方法において使用され得る。本発明の化合物または組成物が有利に使用され得る方法としては、核酸合成方法、核酸増幅方法、核酸逆転写酵素、および核酸配列決定方法が挙げられるが、これらに限定されない。
(Method of nucleic acid synthesis)
The compounds and compositions of the invention can be used in methods for the synthesis of nucleic acids. In particular, the compounds and compositions of the present invention provide for the synthesis of nucleic acid molecules having a high content of guanine and cytosine (ie, “GC-rich” nucleic acid molecules), particularly through amplification reactions such as the polymerase chain reaction (PCR). Has been found to facilitate. Thus, the compounds and compositions of the invention can be used in any method that requires the synthesis of nucleic acid molecules, such as DNA (particularly cDNA) and RNA (particularly mRNA) molecules. Methods in which the compounds or compositions of the invention can be advantageously used include, but are not limited to, nucleic acid synthesis methods, nucleic acid amplification methods, nucleic acid reverse transcriptases, and nucleic acid sequencing methods.

(合成)
本発明のこの局面に従う核酸合成方法は、1以上の工程を包含し得る。例えば、本発明は、(a)核酸テンプレートと本発明の1以上の上記の化合物および組成物を混合して、混合物を形成する工程;および(b)そのテンプレートの全てまたは一部に相補的な第一の核酸分子を生成するのに十分な条件下で、その混合物をインキュベートする工程を含む、核酸分子を合成するための方法を提供する。本発明のこの局面に従って、核酸テンプレートは、DNA分子(例えば、cDNA分子またはライブラリー)、あるいはRNA分子(例えば、mRNA分子)であり得る。
(Synthesis)
The nucleic acid synthesis method according to this aspect of the invention may include one or more steps. For example, the present invention includes (a) mixing a nucleic acid template with one or more of the above compounds and compositions of the present invention to form a mixture; and (b) complementary to all or part of the template. A method is provided for synthesizing a nucleic acid molecule comprising incubating the mixture under conditions sufficient to produce a first nucleic acid molecule. In accordance with this aspect of the invention, the nucleic acid template can be a DNA molecule (eg, a cDNA molecule or library), or an RNA molecule (eg, an mRNA molecule).

本発明に従って、投入する(input)核酸分子またはライブラリーは、天然の供給源(例えば、種々の細胞、組織、器官または生物体)から得られた核酸分子の集団から調製され得る。核酸分子の供給源として使用され得る細胞は、原核生物(以下の属の種の細胞を含む、細菌細胞;Escherichia、Bacillus、Serratia、Salmonella、Staphylococcus、Streptococcus、Clostridium、Chlamydia、Neisseria、Treponema、Mycoplasma、Borrelia、Legionella、Pseudomonas、Mycobacterium、Helicobacter、Erwinia、Agrobacterium、Rhizobium、およびStreptomyces)または真核生物(以下を含む;真菌(特に、酵母)、植物、原生生物、および他の寄生動物、ならびに昆虫(特に、Drosophila種細胞)、線虫(特に、Caenorhabditis elegans細胞)、および哺乳動物(特に、ヒト細胞)を含む動物)であり得る。   In accordance with the present invention, an input nucleic acid molecule or library can be prepared from a population of nucleic acid molecules obtained from a natural source (eg, various cells, tissues, organs or organisms). Cells that can be used as a source of nucleic acid molecules include prokaryotes (bacterial cells, including cells of the following genus species; Escherichia, Bacillus, Serratia, Salmonella, Staphylococcus, Streptococcus, Clostridium, Chlamydia, Nemisper, Borrelia, Legionella, Pseudomonas, Mycobacterium, Helicobacter, Erwinia, Agrobacterium, Rhizobium, and Streptomyces, and eukaryotes (including: fungi (especially yeast), plants, protists, and , Drosoph la species cells), nematodes (particularly Caenorhabditis elegans cells), and mammals (particularly, be an animal), including human cells).

核酸分子の供給源または核酸分子のライブラリーとして使用され得る哺乳動物体細胞としては以下が挙げられる;血球(網状赤血球および白血球)、内皮細胞、上皮細胞、神経細胞(中枢神経系または末梢神経系由来)、筋肉細胞(骨格筋、平滑筋、または心筋由来の筋細胞および筋芽細胞を含む)、結合組織細胞(線維芽細胞、脂肪細胞、軟骨細胞、軟骨芽細胞、骨細胞および骨芽細胞を含む)、および他の間質細胞(例えば、マクロファージ、樹状細胞、シュヴァン細胞)。哺乳動物生殖細胞(精母細胞および卵母細胞)もまた、本発明での使用のための核酸の供給源またはライブラリーとして使用され得る。上記の体細胞および生殖細胞を生じる前駆体(progenitor)、前駆体(precursor)および幹細胞も、同様に使用され得る。以下のような哺乳動物の組織または器官もまた、核酸の供給源としての使用に適切である;脳組織、腎臓組織、肝臓組織、膵臓組織、血液組織、骨髄組織、筋肉組織、神経組織、皮膚組織、尿生殖組織、循環組織、リンパ組織、胃腸組織および結合組織の供給源、ならびに哺乳動物(ヒトを含む)胚または胎児由来の組織または器官。   Mammalian somatic cells that can be used as a source of nucleic acid molecules or a library of nucleic acid molecules include: blood cells (reticulocytes and leukocytes), endothelial cells, epithelial cells, nerve cells (central or peripheral nervous system) Origin), muscle cells (including muscle cells and myoblasts from skeletal muscle, smooth muscle, or heart muscle), connective tissue cells (fibroblasts, adipocytes, chondrocytes, chondroblasts, bone cells and osteoblasts) And other stromal cells (eg, macrophages, dendritic cells, Schwann cells). Mammalian germ cells (sperm cells and oocytes) can also be used as a source or library of nucleic acids for use in the present invention. Progenitors, precursors and stem cells that give rise to the above somatic and germ cells can be used as well. Mammalian tissues or organs are also suitable for use as a source of nucleic acids; brain tissue, kidney tissue, liver tissue, pancreas tissue, blood tissue, bone marrow tissue, muscle tissue, nerve tissue, skin Tissue, urogenital tissue, circulatory tissue, lymphoid tissue, gastrointestinal tissue and connective tissue sources, and tissues or organs from mammalian (including human) embryos or fetuses.

上記の任意の原核生物または真核生物の、細胞、組織、および器官は、正常、病的状態、形質転換体、樹立体、前駆体(progenitor)、前駆体(precursor)、胎性、または胚性であり得る。病的細胞は、例えば、感染性疾患(細菌、真菌または酵母、ウイルス(HIVを含む)あるいは寄生動物により引き起こされる)、遺伝的または生化学的病理(例えば、嚢胞性線維症、血友病、アルツハイマー病、筋ジストロフィーまたは多発性硬化症)、あるいは癌性プロセスに関与する細胞を含み得る。形質転換動物細胞株または樹立動物細胞株としては、例えば、COS細胞、CHO細胞、VERO細胞、BHK細胞、HeLa細胞、HepG2細胞、K562細胞、F9細胞などが挙げられ得る。本発明の方法での使用のための核酸供給源として適切な、他の細胞、細胞株、組織、器官および生物体は、当業者に明らかである。これらの細胞、組織、器官および生物体は、これらの天然の供給源から得られ得るか、またはアメリカンタイプカルチャーコレクション(Rockville,Maryland)のような供給源および他の当業者に公知の供給源から商業的に得られ得る。   Any prokaryotic or eukaryotic cell, tissue, and organ described above may be normal, pathological, transformant, tree solid, progenitor, precursor, fetal, or embryo Can be sex. Pathological cells can be, for example, infectious diseases (caused by bacteria, fungi or yeast, viruses (including HIV) or parasites), genetic or biochemical pathologies (eg, cystic fibrosis, hemophilia, Alzheimer's disease, muscular dystrophy or multiple sclerosis), or cells involved in cancerous processes. Examples of transformed animal cell lines or established animal cell lines include COS cells, CHO cells, VERO cells, BHK cells, HeLa cells, HepG2 cells, K562 cells, and F9 cells. Other cells, cell lines, tissues, organs and organisms suitable as a nucleic acid source for use in the methods of the invention will be apparent to those skilled in the art. These cells, tissues, organs and organisms can be obtained from their natural sources or from sources such as the American Type Culture Collection (Rockville, Maryland) and other sources known to those skilled in the art. It can be obtained commercially.

一旦、出発細胞、出発組織、出発器官、または他の出発サンプルが得られたら、核酸分子(例えば、DNA、RNA(例えば、mRNAまたはポリA+RNA)分子)が単離され得るか、あるいは、それらからcDNA分子またはcDNAライブラリーが、当該分野で周知の方法(例えば、Maniatis,T.ら、Cell 15:687−701(1978);Okayama,H.およびBerg,P.、Mol.Cell.Biol.2:161−170(1982);Gubler,U.およびHoffman,B.J.、Gene 25:263−269(1983))によって調製され得る。   Once a starting cell, starting tissue, starting organ, or other starting sample is obtained, nucleic acid molecules (eg, DNA, RNA (eg, mRNA or polyA + RNA) molecules) can be isolated from or from cDNA molecules or cDNA libraries can be obtained by methods well known in the art (eg, Maniatis, T. et al., Cell 15: 687-701 (1978); Okayama, H. and Berg, P., Mol. Cell. Biol. 2). 161-170 (1982); Gubler, U. and Hoffman, BJ, Gene 25: 263-269 (1983)).

本発明のこの局面の実施において、第一の核酸分子を、上記のように得られた核酸テンプレート(好ましくはDNA分子(例えば、cDNA分子)、またはRNA分子(例えば、mRNA分子またはポリA+RNA分子))を、本発明の上記の1以上の化合物または組成物と混合して混合物を生成することにより合成され得る。投入された核酸分子の、逆転写(RNAテンプレートの場合)および/または重合化に都合のよい条件下で、その核酸テンプレートの全てまたは一部に相補的な第一の核酸分子の合成が、達成される。このような合成は、通常、ヌクレオチド(例えば、デオキシリボヌクレオシド三リン酸(dNTP)、ジデオキシリボヌクレオシド三リン酸(ddNTP)、またはそれらの誘導体)の存在下で達成される。   In the practice of this aspect of the invention, the first nucleic acid molecule is a nucleic acid template (preferably a DNA molecule (eg, cDNA molecule), or RNA molecule (eg, mRNA molecule or poly A + RNA molecule) obtained as described above. ) Can be synthesized by mixing with one or more of the compounds or compositions of the present invention to form a mixture. Synthesis of a first nucleic acid molecule complementary to all or part of the nucleic acid template is achieved under conditions convenient for reverse transcription (in the case of RNA templates) and / or polymerization of the input nucleic acid molecule. Is done. Such synthesis is usually accomplished in the presence of nucleotides (eg, deoxyribonucleoside triphosphate (dNTP), dideoxyribonucleoside triphosphate (ddNTP), or derivatives thereof).

あるいは、本発明の化合物、組成物および方法は、二本鎖核酸分子の単一の管における合成に使用され得る。このアプローチにおいて、上記で合成された第一の核酸分子は、第一の核酸分子の全てまたは一部に相補的である第二の核酸分子を生成するのに十分な条件下でインキュベートされる。この第二鎖の合成は、例えば、改変Gubler−Hoffman反応(D’Alessio,J.M.ら、Focus 9:1(1987))により達成され得る。   Alternatively, the compounds, compositions and methods of the present invention can be used for the synthesis in a single tube of double stranded nucleic acid molecules. In this approach, the first nucleic acid molecule synthesized above is incubated under conditions sufficient to produce a second nucleic acid molecule that is complementary to all or part of the first nucleic acid molecule. This second strand synthesis can be achieved, for example, by a modified Gubler-Hoffman reaction (D'Alessio, JM, et al., Focus 9: 1 (1987)).

もちろん、本発明の組成物および方法が有利に利用され得る核酸合成の他の技術は、当業者に容易に明らかである。   Of course, other techniques of nucleic acid synthesis in which the compositions and methods of the invention can be advantageously utilized will be readily apparent to those skilled in the art.

(増幅および配列決定の方法)
本発明の他の局面において、本発明の組成物は、核酸分子の増幅または配列決定のための方法において使用され得る。本発明のこの局面に従う核酸増幅方法は、一工程(例えば、一工程RT−PCR)または二工程(例えば、二工程RT−PCR)逆転写酵素増幅反応として当該分野で一般に公知の方法において、逆転写酵素活性を有する1以上のポリペプチドの使用をさらに含み得る。長い核酸分子(すなわち、長さ約3〜5Kbより大きい)の増幅のために、本発明の組成物は、1997年2月14日に出願の同一人の、同時係属中の米国出願第08/801,720号(この開示は、その全体が参考として本明細書中に援用される)に詳細に記載されるような、DNAポリメラーゼ活性を有するポリペプチドの組み合わせを含み得る。
(Amplification and sequencing methods)
In other aspects of the invention, the compositions of the invention can be used in methods for amplification or sequencing of nucleic acid molecules. The nucleic acid amplification method according to this aspect of the invention is a method of reversing in a method generally known in the art as a one-step (eg, one-step RT-PCR) or two-step (eg, two-step RT-PCR) reverse transcriptase amplification reaction. It may further include the use of one or more polypeptides having a coenzyme activity. For amplification of long nucleic acid molecules (ie, greater than about 3-5 Kb in length), the compositions of the present invention can be obtained from the same co-pending US application Ser. No. 08/08, filed Feb. 14, 1997. 801,720 (this disclosure may include combinations of polypeptides having DNA polymerase activity, as described in detail in this disclosure, the entirety of which is incorporated herein by reference.

本発明のこの局面に従う増幅方法は、1以上の工程を含み得る。例えば、本発明は、(a)核酸テンプレートと本発明の1以上の上記の化合物または組成物を混合して、混合物を形成する工程;および(b)そのテンプレートの全てまたは一部に相補的な核酸分子を増幅するのに十分な条件下で、その混合物をインキュベートする工程を含む、核酸分子を増幅するための方法を提供する。本発明はまた、このような方法によって増幅された核酸分子を提供する。   An amplification method according to this aspect of the invention may include one or more steps. For example, the invention includes (a) mixing a nucleic acid template with one or more of the compounds or compositions described above to form a mixture; and (b) complementary to all or part of the template. A method for amplifying a nucleic acid molecule is provided, comprising incubating the mixture under conditions sufficient to amplify the nucleic acid molecule. The invention also provides nucleic acid molecules amplified by such methods.

核酸分子またはフラグメントの増幅あるいは分析のための一般的な方法は、当業者に周知である(例えば、米国特許第4,683,195号;同第4,683,202号;および同第4,800,159号;Innis,M.A.ら編、PCR Protocols:A Guide to Methods and Applications,San Diego,California:Academic Press,Inc.(1990);Griffin,H.G.およびGriffin,A.M.編、PCR Technology:Current Innovations,Boca Raton,Florida:CRC Press(1994)を参照のこと)。例えば、本発明に従って使用され得る増幅方法は、PCR(米国特許第4,683,195号および同第4,683,202号)、鎖置換増幅(SDA;米国特許第5,455,166号;EP0684315)、核酸配列ベース増幅(NASBA;米国特許第5,409,818号;EP0329822)。   General methods for amplification or analysis of nucleic acid molecules or fragments are well known to those skilled in the art (eg, US Pat. Nos. 4,683,195; 4,683,202; 800, 159; edited by Innis, MA, et al., PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications, San Diego, California: Academic Press, Inc. (1990); Ed., PCR Technology: Current Innovations, Boca Raton, Florida: CRC Press (1994)). For example, amplification methods that can be used in accordance with the present invention include PCR (US Pat. Nos. 4,683,195 and 4,683,202), strand displacement amplification (SDA; US Pat. No. 5,455,166); EP 0684315), nucleic acid sequence-based amplification (NASBA; US Pat. No. 5,409,818; EP 0329822).

代表的に、これらの増幅方法は、以下の工程を包含する;核酸サンプルを1以上のプライマー配列の存在下で、核酸ポリメラーゼ活性を有する1以上のポリペプチドを含む化合物または組成物(例えば、本発明の化合物または組成物)に接触させる工程、その核酸サンプルを、好ましくはPCRまたは等価の自動増幅技術によって増幅して、増幅された核酸フラグメントの収集物を生成する工程、ならびに必要に応じて、その増幅された核酸フラグメントを、好ましくはゲル電気泳動によって大きさで分離する工程、および核酸フラグメントの存在について、例えば、エチジウムブロマイドのような核酸染色色素でゲルを染色することにより、そのゲルを分析する工程。   Typically, these amplification methods include the following steps; a compound or composition comprising a nucleic acid sample in the presence of one or more primer sequences and comprising one or more polypeptides having nucleic acid polymerase activity (e.g. Contacting the compound or composition of the invention), amplifying the nucleic acid sample, preferably by PCR or equivalent automated amplification techniques, to produce a collection of amplified nucleic acid fragments, and optionally Analyzing the amplified nucleic acid fragment, preferably by gel electrophoresis, and for the presence of the nucleic acid fragment, for example by staining the gel with a nucleic acid staining dye such as ethidium bromide Process.

本発明の方法による増幅後、その増幅された核酸フラグメントを、さらなる使用または特徴付けのために単離し得る。この工程は、通常、任意の物理的または生化学的方法(ゲル電気泳動、キャピラリー電気泳動、クロマトグラフィー(サイズクロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、およびイムノクロマトグラフィーを含む)、密度勾配遠心および免疫吸着を含む)によって、その増幅された核酸フラグメントを大きさで分離することにより達成される。ゲル電気泳動による核酸フラグメントの分離が、とくに好ましい。なぜなら、それは、多くの核酸フラグメントの迅速で、かつ高い再現性のある厳密な分離方法を提供し、そして核酸のいくつかのサンプル中のフラグメントの直接的な、同時比較を可能にするからである。別の好ましい実施態様において、このアプローチを拡大して、これらのフラグメントまたは本発明の方法によって増幅された任意の核酸フラグメントを単離し得、そして特徴付け得る。従って、本発明はまた、本発明の増幅または合成方法によって生成された、単離された核酸分子に関する。   After amplification by the method of the present invention, the amplified nucleic acid fragment can be isolated for further use or characterization. This step typically includes any physical or biochemical method (including gel electrophoresis, capillary electrophoresis, chromatography (including size chromatography, affinity chromatography, and immunochromatography), density gradient centrifugation and immunoadsorption. ) To separate the amplified nucleic acid fragments by size. Separation of nucleic acid fragments by gel electrophoresis is particularly preferred. Because it provides a rapid and highly reproducible and precise separation method for many nucleic acid fragments and allows direct, simultaneous comparison of fragments in several samples of nucleic acids . In another preferred embodiment, this approach can be expanded to isolate and characterize these fragments or any nucleic acid fragments amplified by the methods of the invention. Accordingly, the present invention also relates to an isolated nucleic acid molecule produced by the amplification or synthesis method of the present invention.

この実施態様において、1以上の増幅された核酸分子フラグメントは、標準的な技術(例えば、電気溶出または物理的な切り出し)に従って、同定(上記を参照のこと)に使用されたそのゲルから取り出される。次いで、その単離された独特の核酸フラグメントを、種々の原核生物(細菌)細胞または真核生物(酵母、植物、またはヒトおよび他の哺乳動物を含む動物)細胞のトランスフェクションまたは形質転換に適切な、標準的なヌクレオチドベクター(発現ベクターを含む)に挿入され得る。あるいは、本発明の化合物、組成物および方法を使用して、増幅されそして単離された核酸分子は、例えば、配列決定法(すなわち、核酸フラグメントのヌクレオチド配列を決定すること)によって、以下に記載の方法、および当該分野で標準的な他の方法(例えば、米国特許第4,962,022および同第5,498,523号(これらは、DNA配列決定法に関する)を参照のこと)によって、さらに特徴付けられ得る。   In this embodiment, one or more amplified nucleic acid molecule fragments are removed from the gel used for identification (see above) according to standard techniques (eg, electroelution or physical excision). . The isolated unique nucleic acid fragment is then suitable for transfection or transformation of various prokaryotic (bacterial) cells or eukaryotic (yeast, plant, or animals including humans and other mammals) cells. It can be inserted into standard nucleotide vectors (including expression vectors). Alternatively, nucleic acid molecules amplified and isolated using the compounds, compositions and methods of the invention are described below, for example, by sequencing methods (ie, determining the nucleotide sequence of a nucleic acid fragment). And other methods standard in the art (see, eg, US Pat. Nos. 4,962,022 and 5,498,523 (which relate to DNA sequencing methods)) It can be further characterized.

本発明に従う核酸配列決定方法は、1以上の工程を含み得る。例えば、本発明は、以下を含む核酸分子の配列決定のための方法を提供する;(a)配列決定されるべき核酸分子を、1以上のプライマー、本発明の1以上の上記の化合物および組成物、1以上のヌクレオチド、および1以上の終結物質(例えば、ジデオキシヌクレオチド)を混合して、混合物を形成する工程;(b)配列決定されるべきその分子の全てまたは一部に相補的な分子の集団を合成するのに十分な条件下で、その混合物をインキュベートする工程;および(c)配列決定されるべきその分子の全てまたは一部のヌクレオチド配列を決定するために、その集団を分離する工程。   The nucleic acid sequencing method according to the present invention may comprise one or more steps. For example, the present invention provides a method for sequencing a nucleic acid molecule comprising: (a) a nucleic acid molecule to be sequenced comprising one or more primers, one or more of the above compounds and compositions of the present invention. Compound, one or more nucleotides, and one or more terminators (eg, dideoxynucleotides) to form a mixture; (b) a molecule complementary to all or part of the molecule to be sequenced Incubating the mixture under conditions sufficient to synthesize the population of; and (c) separating the population to determine the nucleotide sequence of all or part of the molecule to be sequenced Process.

本発明の組成物を使用し得る核酸配列決定技術として、米国特許第4,962,022号および同第5,498,523号に開示されるような、ジデオキシ配列決定法が挙げられる。   Nucleic acid sequencing techniques that can use the compositions of the present invention include dideoxy sequencing methods as disclosed in US Pat. Nos. 4,962,022 and 5,498,523.

(ベクターおよび宿主細胞)
本発明はまた、本発明の単離された核酸分子を含むベクター、組換えベクターで遺伝子操作された宿主細胞、およびこれらのベクターおよび宿主細胞を使用する、組換えポリペプチドの生成方法に関する。
(Vector and host cell)
The invention also relates to vectors containing the isolated nucleic acid molecules of the invention, host cells genetically engineered with recombinant vectors, and methods for producing recombinant polypeptides using these vectors and host cells.

本発明で使用されるベクターは、例えば、ファージまたはプラスミドであり得、そして好ましくは、プラスミドである。目的のポリペプチドをコードする核酸に対する、シス作用性の制御領域を含むベクターが好ましい。適切なトランス作用性因子は、宿主により供給され得るか、補完ベクターにより供給され得るか、または宿主内への導入の際にそのベクター自体により供給され得る。   The vector used in the present invention can be, for example, a phage or a plasmid, and is preferably a plasmid. A vector containing a cis-acting control region for a nucleic acid encoding the polypeptide of interest is preferred. Appropriate trans-acting factors can be supplied by the host, supplied by a complementing vector, or supplied by the vector itself upon introduction into the host.

これに関する特定の好ましい実施態様において、ベクターは、本発明の核酸分子によりコードされるポリペプチドの特異的発現を提供し;このような発現ベクターは、誘導性および/または細胞型特異的であり得る。このようなベクターの中で、操作しやすい環境因子(例えば、温度および栄養添加物)により誘導されるベクターが、特に好ましい。   In certain preferred embodiments in this regard, the vector provides for specific expression of the polypeptide encoded by the nucleic acid molecule of the present invention; such expression vector may be inducible and / or cell type specific. . Among such vectors, vectors derived from environmental factors that are easy to manipulate (eg, temperature and nutrient additives) are particularly preferred.

本発明において有用である発現ベクターとしては、染色体由来ベクター、エピソーム由来ベクターおよびウイルス由来ベクター(例えば、細菌プラスミドまたはバクテリオファージに由来するベクター、ならびにそれらの組み合わせに由来するベクター(例えば、コスミドおよびファージミド))が挙げられる。   Expression vectors useful in the present invention include chromosome-derived vectors, episome-derived vectors and virus-derived vectors (eg, vectors derived from bacterial plasmids or bacteriophages, and vectors derived from combinations thereof (eg, cosmids and phagemids)). ).

DNA挿入物は、ファージλPLプロモーター、E.coli lac、trp、およびtacプロモーターのような、適切なプロモーターに作動可能に連結されるべきである。他の適切なプロモーターは、当業者に公知である。遺伝子融合構築物は、転写開始、終結のための部位、および転写領域において、翻訳のためのリボソーム結合部位をさらに含む。その構築物により発現された成熟転写物のコード部分は、好ましくは、翻訳されるべきポリヌクレオチドの、その始まりで翻訳開始コドン、およびその末端で適切に配置される終止コドン(UAA、UGAまたはUAG)を含む。 DNA insert, the phage λP L promoter, E. Should be operably linked to a suitable promoter, such as the E. coli lac, trp, and tac promoters. Other suitable promoters are known to those skilled in the art. The gene fusion construct further includes a site for transcription initiation, termination, and a ribosome binding site for translation in the transcription region. The coding portion of the mature transcript expressed by the construct is preferably the translation start codon at the beginning of the polynucleotide to be translated and a stop codon (UAA, UGA or UAG) appropriately positioned at the end. including.

発現ベクターは、好ましくは少なくとも1つの選択マーカーを含む。そのようなマーカーとしては、E.coliおよび他の細菌における培養のためのテトラサイクリンまたはアンピシリン耐性遺伝子が挙げられる。   The expression vector preferably includes at least one selectable marker. Such markers include E. coli. Examples include tetracycline or ampicillin resistance genes for culture in E. coli and other bacteria.

本発明での使用にとりわけ好ましいベクターとしては、以下が挙げられる;pQE70、pQE60およびpQE−9(Qiagenから入手可能);pBSベクター、Phagescriptベクター、Bluescriptベクター、pNH8A、pNH16a、pNH18A、pNH46A(Stratageneから入手可能);pcDNA3(Invitrogenから入手可能);ならびにpGEX、pTrxfus、pTrc99a、pET−5、pET−9、pKK223−3、pKK233−3、pRD540、pRIT5(Pharmaciaから入手可能)。他の適切なベクターは、当業者に容易に明らかである。   Particularly preferred vectors for use in the present invention include: pQE70, pQE60 and pQE-9 (available from Qiagen); pBS vector, Pagescript vector, Bluescript vector, pNH8A, pNH16a, pNH18A, pNH46A (from Stratagene) PcDNA3 (available from Invitrogen); and pGEX, pTrxfus, pTrc99a, pET-5, pET-9, pKK223-3, pKK233-3, pRD540, pRIT5 (available from Pharmacia). Other suitable vectors will be readily apparent to those skilled in the art.

適切な宿主細胞の代表的な例としては、E.coli、Streptomyces種、Erwinia種、Klebsiella種、およびSalmonella typhimuriumのような細菌細胞が挙げられるが、これらに限定されない。E.coliが宿主細胞として好ましく、そしてE.coli株DH10BおよびStbl2が、とくに好ましい。これらは、市販されている(Life Technologies,Inc;Rockville,Maryland)。   Representative examples of suitable host cells include E. coli. bacterial cells such as, but not limited to, E. coli, Streptomyces species, Erwinia species, Klebsiella species, and Salmonella typhimurium. E. E. coli is preferred as the host cell and E. coli is preferred. E. coli strains DH10B and Stbl2 are particularly preferred. These are commercially available (Life Technologies, Inc; Rockville, Maryland).

(ペプチド生成)
上記のように、本発明の方法は、上記の核酸分子またはベクターの宿主細胞への挿入、およびその宿主細胞による目的のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列の発現を経て、任意の長さの任意のポリペプチドの生成に適している。形質転換宿主細胞を作製するための、宿主細胞内への核酸分子またはベクターの導入は、リン酸カルシウムトランスフェクション、DEAE−デキストラン媒介トランスフェクション、陽イオン性脂質媒介トランスフェクション、エレクトロポレーション、形質導入、感染、または他の方法によりもたらされ得る。そのような方法は、例えば、Davisら、Basic Methods In Molecular Biology(1986)のような、多くの標準的な実験マニュアルに記載される。一旦、形質転換宿主細胞が得られたら、その細胞は、pHおよび温度の任意の生理学的適合条件下で、宿主細胞の増殖を補助する、炭素、窒素、および必須ミネラルの同化可能な供給源を含む、任意の適切な栄養培地中で培養され得る。組換えポリペプチド産生培養条件は、その宿主細胞を形質転換するために使用されたベクターの型に従って変化する。例えば、特定の発現ベクターは、その組換えポリペプチドの産生を生じる遺伝子発現を開始するために、特定の温度での細胞増殖、またはその細胞増殖培地への特定の化学物質または誘導物質の添加を必要とする調節領域を含む。従って、本明細書中で使用される、用語「組換えポリペプチド産生条件」は、培養条件の任意の1つのセットに限定されるよう意味されない。上記の宿主細胞およびベクターについての適切な培養培地および条件は、当該分野で周知である。宿主細胞でのその産生の後、目的のポリペプチドは、いくつかの技術によって単離され得る。その宿主細胞から目的のポリペプチドを遊離するために、その細胞を溶解するか、または破壊する。この溶解は、その細胞に低張液を接触することによってか、リゾチームのような細胞壁破壊酵素で処理することによってか、超音波処理によってか、高圧での処理によってか、または上記の方法の組み合わせによって達成され得る。当業者に公知の、他の細菌細胞の破壊および溶解の方法もまた、使用され得る。
(Peptide production)
As described above, the method of the present invention can be performed by inserting any of the above nucleic acid molecules or vectors into a host cell, and expressing any nucleotide sequence encoding the polypeptide of interest by the host cell. Suitable for production of polypeptides. Introducing a nucleic acid molecule or vector into a host cell to create a transformed host cell can be calcium phosphate transfection, DEAE-dextran mediated transfection, cationic lipid mediated transfection, electroporation, transduction, infection Or by other methods. Such methods are described in many standard laboratory manuals such as, for example, Davis et al., Basic Methods In Molecular Biology (1986). Once a transformed host cell has been obtained, it has an assimilable source of carbon, nitrogen, and essential minerals that assists the growth of the host cell under any physiologically compatible conditions of pH and temperature. It can be cultured in any suitable nutrient medium, including. Recombinant polypeptide production culture conditions vary according to the type of vector used to transform the host cell. For example, a particular expression vector may require cell growth at a specific temperature or addition of a specific chemical or inducer to the cell growth medium to initiate gene expression that results in production of the recombinant polypeptide. Includes necessary regulatory regions. Thus, as used herein, the term “recombinant polypeptide production conditions” is not meant to be limited to any one set of culture conditions. Appropriate culture media and conditions for the above host cells and vectors are well known in the art. Following its production in the host cell, the polypeptide of interest can be isolated by several techniques. To release the polypeptide of interest from the host cell, the cell is lysed or destroyed. This lysis can be achieved by contacting the cells with a hypotonic solution, by treating with a cell wall disrupting enzyme such as lysozyme, by sonication, by treatment at high pressure, or a combination of the above methods. Can be achieved. Other bacterial cell disruption and lysis methods known to those skilled in the art can also be used.

破壊後に、そのポリペプチドは、複合混合物中の粒子の分離に適切な任意の技術により、細胞細片から分離され得る。次いで、そのポリペプチドは、周知の単離技術により精製され得る。精製のための適切な技術としては、硫酸アンモニウム沈殿またはエタノール沈殿、酸抽出、電気泳動、免疫吸着、陰イオン交換クロマトグラフィーまたは陽イオン交換クロマトグラフィー、ホスホセルロースクロマトグラフィー、疎水的相互作用クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、免疫親和性クロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー(LC)、高速(high performance)LC(HPLC)、高速(fast performance)LC(FPLC)、ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィーおよびレクチンクロマトグラフィーが挙げられるが、これらに限定されない。   After disruption, the polypeptide can be separated from the cell debris by any technique suitable for separating particles in a complex mixture. The polypeptide can then be purified by well-known isolation techniques. Suitable techniques for purification include ammonium sulfate or ethanol precipitation, acid extraction, electrophoresis, immunosorption, anion exchange or cation exchange chromatography, phosphocellulose chromatography, hydrophobic interaction chromatography, affinity Chromatography, immunoaffinity chromatography, size exclusion chromatography, liquid chromatography (LC), high performance LC (HPLC), fast performance LC (FPLC), hydroxyl apatite chromatography and lectin chromatography For example, but not limited to.

(キット)
本発明はまた、核酸分子の合成、増幅、または配列決定のためのキットを提供する。本発明のこの局面に従うキットは、1以上の容器(例えば、バイアル、管、アンプル、ビンなど)を含み得、これらは、本発明の1以上の組成物を含み得る。
(kit)
The invention also provides kits for the synthesis, amplification, or sequencing of nucleic acid molecules. Kits according to this aspect of the invention can include one or more containers (eg, vials, tubes, ampoules, bottles, etc.), which can include one or more compositions of the invention.

本発明のキットは、以下の1以上の成分を含み得る:(i)本発明の1以上の化合物または組成物、(ii)1以上のポリメラーゼまたは逆転写酵素、(iii)1以上の適切な緩衝液、(iv)1以上のヌクレオチド、および(v)1以上のプライマー。   The kits of the invention may comprise one or more of the following components: (i) one or more compounds or compositions of the invention, (ii) one or more polymerases or reverse transcriptases, (iii) one or more suitable Buffer, (iv) one or more nucleotides, and (v) one or more primers.

本明細書中に記載される方法および適用に対する、他の適切な改変ならびに順応は自明であり、そして本発明またはそれらのいずれの実施態様の範囲から逸脱することなくなされ得ることは、当業者に容易に明らかである。ここで、本発明が詳細に記載されたが、本発明は、以下の実施例を参照することによって、より明らかに理解され、この以下の実施例は、例示の目的のみで本明細書中に含まれ、そして本発明を限定することは意図されない。   It will be apparent to those skilled in the art that other suitable modifications and adaptations to the methods and applications described herein will be apparent and can be made without departing from the scope of the invention or any embodiment thereof. It is easy to see. Although the present invention has been described in detail herein, the present invention will be more clearly understood by reference to the following examples, which are described herein for purposes of illustration only. Included and is not intended to limit the invention.

(導入)
4−メチルモルホリンN−オキシド(本明細書中以降、「MMNO」という)を、高GC含量(例えば、CAG反復、PseudomonasゲノムDNAなど)を含む、多くの異なるPCRアンプリコンで試験した。試験したアンプリコンは、通用している標準的PCR反応混合液を用いて増幅することが困難であった。高GC含量アンプリコンからのPCR実行における新規の共溶媒の有効性を試験するために、MMNOおよび他の共溶媒を異なる濃度でPCR反応混合液に添加した。
(Introduction)
4-Methylmorpholine N-oxide (hereinafter referred to as “MMNO”) was tested on a number of different PCR amplicons containing high GC content (eg, CAG repeats, Pseudomonas genomic DNA, etc.). The amplicons tested were difficult to amplify using a standard PCR reaction mixture that is accepted. To test the effectiveness of the new co-solvent in PCR runs from high GC content amplicons, MMNO and other co-solvents were added to the PCR reaction mixture at different concentrations.

(方法)
以下の章は、実施例において使用された化学物質の調製を記載する。
(Method)
The following section describes the preparation of the chemicals used in the examples.

(2.2×PCR混合液の調製(実施例1−3))
実施例1−3において、テンプレートDNAおよびプライマーを除いて以下に列挙された全ての成分を含有する2.2×PCR混合液を調製した。以下の表は、2.2×PCR混合液の調製方法を例示する。
(Preparation of 2.2 × PCR mixture (Example 1-3))
In Example 1-3, a 2.2 × PCR mixture containing all the components listed below except for template DNA and primers was prepared. The following table exemplifies a method for preparing a 2.2 × PCR mixture.

Figure 2011041573
(実施例1−9についての物質):ベタイン一水和物([カルボキシメチル]トリメチル−アンモニウム)、L−プロリン、4−メチルモルホリン−4−オキシド(MMNO)、エクトイン(THP[B];[S]−2−メチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−4−カルボン酸)、DL−ピペコリン酸(DL−2−ピペリジンカルボン酸)、およびL−カルニチン([−]−b−ヒドロキシ−g−[トリメチルアンモニオ]酪酸塩)を、Sigma(St.Louis、MO)から購入し、そして滅菌蒸留水中に4Mストック溶液として調製し、そして濾過滅菌した。PCR試薬:プラチナ(Platinum)Taq DNAポリメラーゼ、プラチナTaq DNAポリメラーゼ高忠実度、10×Taq緩衝液(1×=20mM Tris−HCl(pH8.4)、50mM KCl)、50mM塩化マグネシウム、10×Taq高忠実度緩衝液(1×=60mM Tris−SO4(pH8.9)、18mM(NH42SO4、50mM硫酸マグネシウム、10mM dNTP混合物、K562ヒトゲノムDNA,および滅菌蒸留水を、Life Technologies,Inc.(Rockville、MD)から入手した。オリゴヌクレオチドプライマーを、Life Technologies,Inc.から脱塩調製物として購入し、そしてさらなる精製なしで使用した。
Figure 2011041573
(Materials for Example 1-9): Betaine monohydrate ([carboxymethyl] trimethyl-ammonium), L-proline, 4-methylmorpholine-4-oxide (MMNO), ectoine (THP [B]; [ S] -2-methyl-1,4,5,6-tetrahydropyrimidine-4-carboxylic acid), DL-pipecolic acid (DL-2-piperidinecarboxylic acid), and L-carnitine ([-]-b-hydroxy -G- [trimethylammonio] butyrate) was purchased from Sigma (St. Louis, MO) and prepared as a 4M stock solution in sterile distilled water and filter sterilized. PCR reagents: Platinum Taq DNA polymerase, Platinum Taq DNA polymerase high fidelity, 10 × Taq buffer (1 × = 20 mM Tris-HCl (pH 8.4), 50 mM KCl), 50 mM magnesium chloride, 10 × Taq high Fidelity buffer (1 × = 60 mM Tris-SO 4 (pH 8.9), 18 mM (NH 4 ) 2 SO 4 , 50 mM magnesium sulfate, 10 mM dNTP mixture, K562 human genomic DNA, and sterile distilled water were added to Life Technologies, Inc. (Rockville, MD) Oligonucleotide primers were purchased as a desalted preparation from Life Technologies, Inc. and used without further purification.

(実施例1:GCリッチテンプレートからのPCR増幅を改善するための、プロリン,1−メチルイミダゾールおよび4−メチルイミダゾールの滴定)
いくつかの化学物質を試験して、それらがGCリッチテンプレートを使用するPCR実行を改善するか否かを調べた。第1の実施例において、GCリッチテンプレートP55G12を、以下の3つの異なる化学物質のうちの1つの種々の濃度で試験した:アミノ酸プロリン、1−メチルイミダゾールおよび4−メチルイミダゾール。以下の成分を0.2mlチューブ内で組合わせた:2.2×PCR混合液13ml、テンプレートDNA 0.5ml(10pg)、プライマー混合物(各10mM)0.5ml、および4Mの化学物質溶液(プロリン、1−メチルイミダゾール、または4−メチルイミダゾールのいずれか)13ml。そしてこの溶液を、ピペッティングによって混合した。PCRのプログラムは、以下の通りであった:95℃で3分間;94℃で30秒間、55℃で30秒間、72℃で1分間を30サイクル。PCRを実行した後、5mlのローディング(loading)色素を各チューブに添加し、そして12mlの混合液を電気泳動用アガロースゲルにローディングし、次いでDNAフラグメントの存在について、このゲルをエチジウムブロマイド染色した。
Example 1: Titration of proline, 1-methylimidazole and 4-methylimidazole to improve PCR amplification from GC rich templates
Several chemicals were tested to see if they improved PCR performance using the GC rich template. In the first example, the GC rich template P55G12 was tested at various concentrations of one of the following three different chemicals: amino acids proline, 1-methylimidazole and 4-methylimidazole. The following components were combined in a 0.2 ml tube: 2.2 ml PCR mix 13 ml, template DNA 0.5 ml (10 pg), primer mix (10 mM each) 0.5 ml, and 4 M chemical solution (proline) , 1-methylimidazole or 4-methylimidazole) 13 ml. This solution was then mixed by pipetting. The PCR program was as follows: 95 ° C for 3 minutes; 94 ° C for 30 seconds, 55 ° C for 30 seconds, 72 ° C for 1 minute for 30 cycles. After performing PCR, 5 ml of loading dye was added to each tube and 12 ml of the mixture was loaded onto an electrophoresis agarose gel, which was then ethidium bromide stained for the presence of DNA fragments.

図1に示されるように、これら3つの化学物質の各々の特定の濃度は、他の濃度よりも良好に機能した。プロリンの場合、300〜600mMがP55G12の最適な増幅を提供したが、600mMより高い濃度は全く産物を提供しなかった。1−メチルイミダゾールの場合、100mMおよび200mMが最良に働いたが、より高いかもしくはより低い濃度は、全く働かないかまたは非常により少ない産物を生成するかのいずれかであった。4−メチルイミダゾールの場合、わずかにより低い範囲の濃度が、増幅を改善した:60〜100mM。PCR反応へのこれらの化合物の添加がない場合には増幅産物は全く存在せず、そして1Mのベタインが、反応を生産性にするのに有効であったことに留意のこと。   As shown in FIG. 1, the specific concentration of each of these three chemicals performed better than the other concentrations. In the case of proline, 300-600 mM provided optimal amplification of P55G12, but concentrations higher than 600 mM did not provide any product. In the case of 1-methylimidazole, 100 mM and 200 mM worked best, but higher or lower concentrations either did not work at all or produced much less product. In the case of 4-methylimidazole, a slightly lower range of concentrations improved amplification: 60-100 mM. Note that in the absence of addition of these compounds to the PCR reaction, there was no amplification product and 1M betaine was effective in making the reaction productive.

(実施例2:GCリッチテンプレートのPCRについての4−メチルモルホリンN−オキシド(MMNO)の滴定;MMNOおよびベタインの比較)
実施例1において、MMNOを、GCリッチテンプレートでのPCR実行を改善するための新規の試薬として同定した。取り組まれるべき次の問題は、PCR混合液中のその濃度に対する、MMNOの実行の依存性であった。GCリッチアンプリコンP55G12は、1Mベタインまたは種々の濃度のMMNOの存在下で、実施例1において上記されたように増幅された。
Example 2: Titration of 4-methylmorpholine N-oxide (MMNO) for GC rich template PCR; comparison of MMNO and betaine
In Example 1, MMNO was identified as a novel reagent to improve PCR performance with GC rich templates. The next issue to be addressed was the dependence of MMNO performance on its concentration in the PCR mix. The GC rich amplicon P55G12 was amplified as described above in Example 1 in the presence of 1M betaine or various concentrations of MMNO.

図2に示されるように、PCR反応混合液中の400〜1000mMのMMNOの含有が、1MベタインでのPCR産物の生成に強度において匹敵するPCR産物の生成を生じた。400mMより低いMMNO濃度は、PCR産物の生成を生じなかった。   As shown in FIG. 2, the inclusion of 400-1000 mM MMNO in the PCR reaction mixture resulted in the production of a PCR product that was comparable in intensity to the production of the PCR product with 1M betaine. MMNO concentrations below 400 mM did not result in the generation of PCR products.

(実施例3:高GC含量アンプリコンのPCR増幅:Pseudomonas aeruginosaアンプリコン)
Pseudomonas aeruginosaのゲノムは、高GC含量(70%のGC)を含み、従ってPCRによる増幅にとって興味深いものである。従って、サイズが1.3kb〜1.8kbの範囲にある3つの異なるPseudomonas aeruginosaアンプリコンを、PCR反応混合液中のベタイン、MMNOまたはトリメチルアミン N−オキシド(TMANO)を使用する本発明のPCR方法において試験した。これら反応物中のテンプレートDNAが、30ngのP.aeruginosaゲノムDNAからなることを除いて、実施例1において記載されたものと同じ反応調製物を使用した。以下のPCRプログラムを、DNA増幅について使用した:95℃で5分間;94℃で2分間、58℃で30秒間、および72℃で2分間の35サイクル。
(Example 3: PCR amplification of high GC content amplicon: Pseudomonas aeruginosa amplicon)
The genome of Pseudomonas aeruginosa contains a high GC content (70% GC) and is therefore interesting for amplification by PCR. Thus, in the PCR method of the present invention using three different Pseudomonas aeruginosa amplicons ranging in size from 1.3 kb to 1.8 kb, using betaine, MMNO or trimethylamine N-oxide (TMANO) in the PCR reaction mixture. Tested. Template DNA in these reactions was 30 ng of P. aeruginosa. The same reaction preparation as described in Example 1 was used except that it consisted of aeruginosa genomic DNA. The following PCR program was used for DNA amplification: 35 cycles of 95 ° C. for 5 minutes; 94 ° C. for 2 minutes, 58 ° C. for 30 seconds, and 72 ° C. for 2 minutes.

図3に示されるように、Pseudomonas aeruginosaの配列Dは、ベタインまたはMMNOの存在下で増幅され、一方で、配列EおよびFは、ベタイン、MMNOまたはTMANOの存在下で増幅された。これらの結果は、長い天然のGCリッチ配列(例えば、P.aeruginosaのゲノム由来の配列)が、本発明の組成物および方法を使用して効率的に増幅され得ることを示す。   As shown in FIG. 3, sequence D of Pseudomonas aeruginosa was amplified in the presence of betaine or MMNO, while sequences E and F were amplified in the presence of betaine, MMNO or TMANO. These results indicate that long natural GC-rich sequences (eg, sequences from the genome of P. aeruginosa) can be efficiently amplified using the compositions and methods of the present invention.

(実施例4:GCリッチテンプレートのPCR増幅の増強についての、ベタイン、プロリン、およびMMNOの比較)
変動する濃度のベタイン、プロリン、およびMMNOを、ヒトp53エキソン10の156bpフラグメント(62.2%のGC)またはDeinococus radiodurans由来のDNAポリメラーゼI遺伝子についての2782bpのコード領域(66.7%のGC)のPCR増幅を増強するそれらの効力について試験した。反応パラメータを変動させて、緩衝液組成およびマグネシウム濃度の効果を評価した。
Example 4: Comparison of betaine, proline, and MMNO for enhanced PCR amplification of GC rich templates
Varying concentrations of betaine, proline, and MMNO were added to the 156 bp fragment of human p53 exon 10 (62.2% GC) or the 2782 bp coding region for the DNA polymerase I gene from Deinococus radiodurans (66.7% GC). Were tested for their efficacy to enhance the PCR amplification. The effect of buffer composition and magnesium concentration was evaluated by varying the reaction parameters.

PCR増幅を、薄壁の0.2mlチューブを用いて、以下を含む50ml反応物中で実行した:2.5UのプラチナTaq、1×Taq緩衝液(20mMのTris−HCl(pH8.4)、50mMのKCl)または1×Taq高忠実度緩衝液(60mMのTris−SO4(pH8.9)、18mMの(NH42SO4)のいずれか、200mMの各dNTP、および200nMの各プライマー。マグネシウム濃度として、塩化マグネシウム(Taq緩衝液反応)または硫酸マグネシウム(Taq高忠実度緩衝液反応)のいずれかを、1.0mMと2.5mMとの間を変動させた。各共溶媒(ベタイン、MMNO、またはプロリン)の量を、各図に示されるように変動させた。反応を、Prekin Elmerモデル9600または2400サーマルサイクラーのいずれかを使用して温度サイクルした。ヒトp53エキソン10配列の増幅について、反応物は100ngのK562ヒトゲノムDNAを含有し、そして95℃で1分間、次いで95℃で30秒間の変性;60℃で30秒間のアニーリングおよび68℃で1分間の伸長の35サイクルでインキュベートした。DNA pol I遺伝子の増幅について、反応物は20ngのDeinococcus radioduransゲノムDNAを含有し、そして95℃で1分間、次いで95℃で30秒間の変性;55℃で30秒間のアニーリング、および68℃で3分間の伸長の35サイクルでインキュベートした。10mlの各PCRを、アガロースゲル電気泳動およびエチジウムブロマイド染色によって、予期されるDNAフラグメントの存在について分析した。 PCR amplification was performed using a thin walled 0.2 ml tube in a 50 ml reaction containing: 2.5 U platinum Taq, 1 × Taq buffer (20 mM Tris-HCl, pH 8.4), 50 mM KCl) or 1 × Taq high fidelity buffer (60 mM Tris-SO 4 (pH 8.9), 18 mM (NH 4 ) 2 SO 4 ), 200 mM each dNTP, and 200 nM each primer . As magnesium concentration, either magnesium chloride (Taq buffer reaction) or magnesium sulfate (Taq high fidelity buffer reaction) was varied between 1.0 mM and 2.5 mM. The amount of each co-solvent (betaine, MMNO, or proline) was varied as shown in each figure. The reaction was temperature cycled using either a Prekin Elmer model 9600 or 2400 thermal cycler. For amplification of human p53 exon 10 sequence, the reaction contains 100 ng of K562 human genomic DNA and denatured at 95 ° C. for 1 minute, then 95 ° C. for 30 seconds; 60 ° C. for 30 seconds annealing and 68 ° C. for 1 minute Incubated for 35 cycles of extension. For amplification of the DNA pol I gene, the reaction contains 20 ng of Deinococcus radiodurans genomic DNA and denatured at 95 ° C. for 1 minute, then 95 ° C. for 30 seconds; annealing at 55 ° C. for 30 seconds, and 3 at 68 ° C. Incubated with 35 cycles of minute extension. 10 ml of each PCR was analyzed for the presence of the expected DNA fragment by agarose gel electrophoresis and ethidium bromide staining.

図4に示されるように、156bpのヒトp53配列の首尾良い増幅は、マグネシウム濃度および特定の緩衝液条件に依存した。添加される共溶媒の非存在下で、標準的PCR緩衝液を含有する反応物中で特定の産物は検出されず、そして1.0mMのMgSO4でのみ硫酸アンモニウム緩衝液(Taq高忠実度緩衝液)を有するPCRにおいて検出可能であった。ベタイン、MMNOまたはプロリン共溶媒の添加は、両方の緩衝液系において、より広範なマグネシウム濃度にわたり、増幅産物の特異性および収率を改善した。最適マグネシウム濃度範囲でのMMNOの効果は、ベタインまたはプロリンのいずれかの効果よりもあまり明白でなかった。広範なマグネシウム最適条件を生成するベタインまたはプロリンの濃度は、Taq高忠実度緩衝液よりもTaq緩衝液において高かった。 As shown in FIG. 4, the successful amplification of the 156 bp human p53 sequence was dependent on the magnesium concentration and the specific buffer conditions. In the absence of added cosolvent, no specific product was detected in the reaction containing standard PCR buffer and ammonium sulfate buffer (Taq high fidelity buffer only with 1.0 mM MgSO 4. ) Was detectable in PCR. Addition of betaine, MMNO or proline cosolvent improved the specificity and yield of the amplification product over a wider range of magnesium concentrations in both buffer systems. The effect of MMNO in the optimum magnesium concentration range was less evident than the effect of either betaine or proline. The concentration of betaine or proline producing a broad magnesium optimum was higher in Taq buffer than Taq high fidelity buffer.

p53エキソン10の増幅で得られた結果とは対照的に、MMNOは、1.0〜2.5mMの広範なマグネシウム濃度範囲にわたり、Dra DNA pol Iについてより長い2.8kbアンプリコンのPCRを増強するのに高度に有効であった(図5)。この効果は、0.4Mと0.8Mとの間のMMNO濃度に対して得られ、そして1Mのベタインについて観察された効果と類似した。プロリンの添加もまた、DNA pol Iフラグメントの増幅を増強するのに有効であった:しかし、プロリンについての有効濃度の範囲は非常により狭く、そしてマグネシウム濃度範囲に対するその効果は、ベタインまたはMMNOについて観察された効果よりも明白でなかった。一般に、Taq高忠実度緩衝液を含有する反応物中よりも標準的Taq緩衝液反応物中において、より高い濃度の各共溶媒がPCRを増強するために必要とされた。これは、p53エキソン10の増幅について得られた結果と一致する。Dra DNA pol IのPCR産物は、共溶媒を含有しない反応物中において観察されなかった。   In contrast to the results obtained with amplification of p53 exon 10, MMNO enhances the longer 2.8 kb amplicon PCR for Dra DNA pol I over a broad magnesium concentration range of 1.0-2.5 mM. It was highly effective to do this (FIG. 5). This effect was obtained for MMNO concentrations between 0.4M and 0.8M and was similar to the effect observed for 1M betaine. Addition of proline was also effective in enhancing amplification of the DNA pol I fragment: however, the effective concentration range for proline is much narrower and its effect on the magnesium concentration range is observed for betaine or MMNO The effect was not as obvious. In general, higher concentrations of each co-solvent were required to enhance PCR in standard Taq buffer reactions than in reactions containing Taq high fidelity buffer. This is consistent with the results obtained for the amplification of p53 exon 10. No Dra DNA pol I PCR product was observed in the reaction without co-solvent.

(実施例5:MMNOおよびプロリンの混合液はGCリッチテンプレートのPCR増幅を増強する)
前述の実施例の結果は、プロリンが短いGCリッチテンプレートの増幅について反応の最適条件を増強するのに高度に有効であり、そしてMMNOが長いGCリッチテンプレートの増幅を増強するのに有効であることを実証したので、この2つの化合物の混合物を試験して、これらがフラグメントのサイズとは無関係にGCリッチテンプレート増幅の増強を提供するか否かを調べた。この可能性を試験するために、GCリッチテンプレートを、プロリン、MMNO、またはその両方を含む組成の存在下で増幅した。
(Example 5: MMNO and proline mixture enhances PCR amplification of GC rich template)
The results of the previous examples show that proline is highly effective in enhancing the optimal conditions of reaction for amplification of short GC-rich templates, and that MMNO is effective in enhancing amplification of long GC-rich templates. This mixture of the two compounds was tested to see if they provide enhanced GC-rich template amplification regardless of fragment size. To test this possibility, the GC rich template was amplified in the presence of a composition containing proline, MMNO, or both.

混合物組成において、MMNOおよびプロリンの4M溶液を、それぞれ3:1、2:1、1:1、1:2および1:3の比率で組合わせて、4Mのハイブリッド共溶媒混合物を組成した。次いで、これらの混合物を、p53エキソン10およびDra DNA pol IのPCR増幅に対する効果についてアッセイした。PCR反応を、上記のように1×Taq高忠実度緩衝液中にプラチナTaq DNAポリメラーゼを有する50ml容量において実施した。硫酸マグネシウム濃度を、試験される共溶媒の各濃度に対して1.0〜2.5mMの間で変動させた。MMNO、MMNOおよびプロリンの混合物、プロリン、ならびにベタインの濃度は、各図に示される通りである。   In the mixture composition, 4M solutions of MMNO and proline were combined in ratios of 3: 1, 2: 1, 1: 1, 1: 2, and 1: 3, respectively, to form a 4M hybrid co-solvent mixture. These mixtures were then assayed for effects on PCR amplification of p53 exon 10 and Dra DNA pol I. PCR reactions were performed in 50 ml volumes with platinum Taq DNA polymerase in 1 × Taq high fidelity buffer as described above. Magnesium sulfate concentration was varied between 1.0 and 2.5 mM for each concentration of co-solvent tested. The concentrations of MMNO, a mixture of MMNO and proline, proline, and betaine are as shown in each figure.

図6において示されるように、MMNOおよびプロリンの混合物は、いずれかの共溶媒単独で得られるより広範なマグネシウム濃度範囲および共溶媒濃度範囲にわたって、156bpのp53エキソン10フラグメントの特異的増幅を増強するのに有効であった。MMNO:プロリン混合物の使用はまた、2.8kbのDra DNA pol Iフラグメントの増幅を促進するのに高度に有効であり、そしてプロリン単独で得られる範囲よりも有効マグネシウム濃度範囲および共溶媒濃度範囲を有意に拡大した(図7)。以前に観察されたように、MMNOは、試験されたマグネシウム濃度および共溶媒濃度の全範囲にわたってPCR増幅を増強した。ひとまとめにして、これらの結果は、N−アルキルカルボン酸およびN−アルキルアミン酸化物の混合物を含む組成物の使用が、GCリッチテンプレートのPCR増幅を増強するために活用され得る新規の特性を生じることを実証する。詳細には、2:1〜1:2の比率で組合わせられたMMNOおよびプロリンの混合物を使用して、広範なサイズの範囲にわたりGCリッチテンプレートのPCR増幅を増強し得、そしてより広範なマグネシウム濃度にわたってPCR増幅の信頼度を増加し得る。   As shown in FIG. 6, the mixture of MMNO and proline enhances the specific amplification of the 156 bp p53 exon 10 fragment over the wider magnesium concentration range and cosolvent concentration range obtained with either cosolvent alone. It was effective. The use of the MMNO: proline mixture is also highly effective in facilitating amplification of the 2.8 kb Dra DNA pol I fragment and reduces the effective magnesium concentration range and cosolvent concentration range over those obtained with proline alone. Significantly increased (FIG. 7). As previously observed, MMNO enhanced PCR amplification over the entire range of magnesium and cosolvent concentrations tested. Collectively, these results give rise to novel properties that the use of a composition comprising a mixture of N-alkyl carboxylic acids and N-alkylamine oxides can be exploited to enhance PCR amplification of GC-rich templates. Prove that. In particular, a mixture of MMNO and proline combined in a ratio of 2: 1 to 1: 2 can be used to enhance PCR amplification of GC-rich templates over a wide range of sizes, and a wider range of magnesium The reliability of PCR amplification can be increased over concentration.

(実施例6:MMNO:プロリン混合物は、広範なアニーリング温度最適にわたりGCリッチテンプレートのPCRを増強する)
PCR反応の間の最適アニーリング温度に対するPCR共溶媒の効果を評価するために、GCリッチテンプレートP32D9を、上記のMMNO:プロリン混合組成物を使用するPCRによって増幅した。PCR反応を、薄壁の0.2mlチューブ(Stratagene,Inc.)を用いて、以下を含む50ml反応物中で50ml容量において実行した:2.5UのプラチナTaq、1×Taq高忠実度緩衝液(60mMのTris−SO4(pH8.9)、18mMの(NH42SO4)、1.5mMのMgSO4、200mMの各dNTP、200nMの各プライマー、100ngのK562ヒトゲノムDNA、および0.5Mのベタインもしくは0.5Mの1:1のMMNO:プロリンのいずれかの添加共溶媒または添加共溶媒なし。濃縮したMMNO:プロリン混合物を、等容量の4MのMMNOおよび4Mプロリンを混合することによって調製した。アニーリング温度の最適条件を、オイルなしの操作のために加温した蓋を有する勾配ブロックRobo−cycler(Stratagene)を使用して研究した。95℃での1分間の変性に続き、反応を95℃で45秒間;55〜66℃で45秒間、68℃で1分間で35回サイクルした。各PCRの10mlを、0.5×TBE中のアガロースゲル電気泳動(1%アガロース1000、Life Technologies、Inc.)、およびエチジウムブロマイド染色によって分析した。
Example 6: MMNO: proline mixture enhances GC-rich template PCR over a wide range of annealing temperature optimums
To evaluate the effect of the PCR co-solvent on the optimal annealing temperature during the PCR reaction, the GC rich template P32D9 was amplified by PCR using the MMNO: proline mixture composition described above. PCR reactions were performed in 50 ml volumes using thin walled 0.2 ml tubes (Stratagene, Inc.) in a 50 ml reaction containing: 2.5 U platinum Taq, 1 × Taq high fidelity buffer. (60 mM Tris-SO 4 (pH 8.9), 18 mM (NH 4 ) 2 SO 4 ), 1.5 mM MgSO 4 , 200 mM each dNTP, 200 nM each primer, 100 ng K562 human genomic DNA, and 0. Either 5M betaine or 0.5M 1: 1 MMNO: proline added co-solvent or no added co-solvent. A concentrated MMNO: proline mixture was prepared by mixing equal volumes of 4M MMNO and 4M proline. The optimum conditions of annealing temperature were studied using a gradient block Robo-cycler (Stratagene) with a heated lid for oil-free operation. Following denaturation at 95 ° C for 1 minute, the reaction was cycled 35 times at 95 ° C for 45 seconds; 55-66 ° C for 45 seconds, 68 ° C for 1 minute. Ten ml of each PCR was analyzed by agarose gel electrophoresis (1% agarose 1000, Life Technologies, Inc.) in 0.5 × TBE, and ethidium bromide staining.

図8において示されるように、PCR共溶媒の非存在下において、特異的なPCR産物(149bp、78.5%GCのフラグメント)は、66℃でのみ得られた。アニーリング温度を減少させるにつれて、産物の収率は迅速に減少し、非特異的産物の増幅を生じた。対照的に、ベタインおよびMMNO:プロリン混合物の両方は、有効なアニーリング温度の範囲を拡大した。MMNO:プロリン混合物の使用は、ベタインで得られる産物収率よりも高い産物収率を生じ、そして66℃から55℃の全てのアニーリング温度勾配にわたり特異的産物の検出を可能にした。   As shown in FIG. 8, in the absence of PCR co-solvent, a specific PCR product (149 bp, 78.5% GC fragment) was obtained only at 66 ° C. As the annealing temperature was decreased, the product yield decreased rapidly, resulting in amplification of non-specific products. In contrast, both betaine and MMNO: proline mixtures extended the range of effective annealing temperatures. The use of the MMNO: proline mixture resulted in a product yield higher than that obtained with betaine and allowed the detection of specific products over all annealing temperature gradients from 66 ° C to 55 ° C.

(実施例7:脆弱X CGG反復配列の増幅に対するMMNO:プロリン混合物の使用)
MMNO:プロリン混合物を、非常に高いGC含量のDNA配列のPCR増幅を促進するその能力についてベタインと比較した。プライマーを、脆弱X遺伝子座にあるヒトFMR−1遺伝子(GenBank登録番号X61378)のCGG反復配列を含むように設計した。PCR増幅を、2.5UプラチナTaq DNAポリメラーゼ高忠実度、100ngのK562ゲノムDNA、および2mM硫酸マグネシウム(最終濃度)を補充された1×Taq高忠実度緩衝液を使用して、上記のように実施した。上記のように調製された4MのMMNO:プロリン混合物、または4Mのベタインのアリコートを、いずれかの共溶媒の0.25M〜2Mの最終濃度を生成するように量を変動してPCRに添加した。PCRを、95℃で1分間、次いで95℃で30秒間;58℃で30秒間;68℃で30秒間の35サイクルでインキュベートした。これらの研究結果のアガロースゲル分析を図9に示す。
Example 7: Use of MMNO: proline mixture for amplification of fragile X CGG repeats
The MMNO: proline mixture was compared to betaine for its ability to promote PCR amplification of DNA sequences with very high GC content. The primer was designed to contain a CGG repeat of the human FMR-1 gene (GenBank accession number X61378) at the fragile X locus. PCR amplification was performed as described above using 1 × Taq high fidelity buffer supplemented with 2.5 U platinum Taq DNA polymerase high fidelity, 100 ng K562 genomic DNA, and 2 mM magnesium sulfate (final concentration). Carried out. An aliquot of 4M MMNO: proline mixture, prepared as above, or 4M betaine was added to the PCR in varying amounts to produce a final concentration of 0.25M-2M of either co-solvent. . The PCR was incubated at 35 ° C. for 1 minute, then at 95 ° C. for 30 seconds; 58 ° C. for 30 seconds; 68 ° C. for 30 seconds. The agarose gel analysis of these study results is shown in FIG.

これらの研究結果は、ベタインと比較した場合に、極めて高い(80%を超える)GC含量の標的配列のPCR増幅を促進するMMNO:プロリン混合物の優れた能力を実証する。PCR共溶媒の非存在下において、特異的なPCR産物は全く検出されなかった。しかし、1.75Mのベタインを含有する反応物中において、予期されるサイズのわずかなバンドが認識できた。対照的に、CGG反復配列の頑健(robust)な増幅は、1.5〜2MのMMNO:プロリンを含有する反応物中において実証された。   The results of these studies demonstrate the superior ability of the MMNO: proline mixture to promote PCR amplification of target sequences with extremely high (> 80%) GC content when compared to betaine. In the absence of PCR co-solvent, no specific PCR product was detected. However, in the reaction containing 1.75 M betaine, a small band of the expected size could be recognized. In contrast, robust amplification of CGG repeats was demonstrated in reactions containing 1.5-2 M MMNO: proline.

(実施例8:長いPCR(long PCR)におけるMMNO:プロリン混合物の使用)
Taq DNAポリメラーゼ、およびプルーフリーディング活性を保有する古細菌DNAポリメラーゼからなるDNAポリメラーゼ混合液が、40kbまでのDNAフラグメントの増幅のために使用されている(Barnes,W.M.Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:2216−2220(1994))。長いGCリッチの配列の増幅を促進するMMNO:プロリン混合物の能力を、2型アデノウイルスDNAの7.77kbフラグメントまたは9.75kbフラグメント(約60%のGC)を増幅するように設計されたプライマーを使用して試験した。PCRを、プラチナTaq DNAポリメラーゼの代わりに2.5UプラチナTaq DNAポリメラーゼ高忠実度(これは、Thermus aquaticusおよびPyrococcus種GB−D由来のDNAポリメラーゼの酵素混合物である)を用いることを除いて本質的に上記のように、1pgの2型アデノウイルスDNA(Life Technologies,Inc.)、1.5mMの硫酸マグネシウムで補充された1×Taq高忠実度緩衝液、および変動量(0〜1M)のMMNO:プロリン混合物を使用して実施した。反応物を、95℃で1分間、次いで95℃で30秒間、58℃で30秒間、68℃で10分間の35サイクルでインキュベートした。
Example 8: Use of MMNO: proline mixture in long PCR
A DNA polymerase mixture consisting of Taq DNA polymerase and archaeal DNA polymerase possessing proofreading activity has been used for amplification of DNA fragments up to 40 kb (Barnes, WM Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 2216-2220 (1994)). The ability of the MMNO: proline mixture to promote the amplification of long GC-rich sequences can be achieved by using primers designed to amplify a 7.77 kb or 9.75 kb fragment (approximately 60% GC) of type 2 adenovirus DNA. Used and tested. PCR is essential except that instead of platinum Taq DNA polymerase, 2.5U platinum Taq DNA polymerase high fidelity (which is an enzyme mixture of DNA polymerase from Thermus aquaticus and Pyrococcus sp. GB-D) As described above, 1 pg of type 2 adenovirus DNA (Life Technologies, Inc.), 1 × Taq high fidelity buffer supplemented with 1.5 mM magnesium sulfate, and varying amounts (0-1 M) of MMNO. : Performed using proline mixture. The reaction was incubated at 35 ° C. for 1 minute, followed by 35 cycles of 95 ° C. for 30 seconds, 58 ° C. for 30 seconds, and 68 ° C. for 10 minutes.

図10に示されるように、予期された7.77kbおよび9.75kbのDNAフラグメントの首尾良い増幅は、MMNO:プロリン共溶媒の含有に依存した。特異的な産物は、MMNO:プロリンを有さない反応物中において検出されなかった;しかし、0.25MのMMNO:プロリン混合物を含有することによって、頑健な増幅および高産物収率が得られた。長いPCRにおける産物収率は、MMNO:プロリンの濃度が増加するにつれて7.3kbおよび9.7kbの両方の標的についての産物収率が減少するように、使用されたMMNO:プロリンの量に感受性であった。   As shown in FIG. 10, the successful amplification of the expected 7.77 kb and 9.75 kb DNA fragments was dependent on the inclusion of the MMNO: proline cosolvent. No specific product was detected in the reaction without MMNO: proline; however, containing 0.25 M MMNO: proline mixture resulted in robust amplification and high product yield . The product yield in long PCR is sensitive to the amount of MMNO: proline used so that the product yield for both 7.3 kb and 9.7 kb targets decreases as the concentration of MMNO: proline increases. there were.

(実施例9:GCリッチテンプレートのPCR増幅を増強するための補償溶質の比較)
広範な種々のアミノ化合物が、浸透圧ストレスから生物体を保護する際に重要な機能を果たすことが示されている。ベタインおよびプロリンは、E.coliにおける主要な浸透圧保護物質(osmoprotectant)である。これらの両方の化合物はDNAヘリックスの安定性を破壊し、それによってGCリッチテンプレートの増幅を促進するので、他の公知の浸透圧調節化合物および市販の浸透圧調節化合物のPCRにおける効果を研究した。
Example 9: Comparison of compensation solutes to enhance PCR amplification of GC rich templates
A wide variety of amino compounds have been shown to perform important functions in protecting organisms from osmotic stress. Betaine and proline are E. coli. The major osmoprotectant in E. coli. Since both of these compounds disrupt the stability of the DNA helix, thereby facilitating the amplification of the GC rich template, the effect of other known and commercially available osmotic compounds on PCR was studied.

PCR混合液を、以下を含む50ml容量中に調製した:2.5UのプラチナTaq DNAポリメラーゼ、60mMのTris−SO4(pH8.9)、18mM(NH42SO4、1.5mMのMgSO4、200mMのdNTP(各々)、200nMのプライマー(各々)、100ngのK562ヒトゲノムDNA。そして変動量のPCR共溶媒を調製した。反応を、95℃で1分間、次いで95℃で30秒間;58℃で30秒間;68℃で1分間の35サイクルでインキュベートした。 The PCR mixture was prepared in a 50 ml volume containing: 2.5 U platinum Taq DNA polymerase, 60 mM Tris-SO 4 (pH 8.9), 18 mM (NH 4 ) 2 SO 4 , 1.5 mM MgSO. 4 , 200 mM dNTP (each), 200 nM primer (each), 100 ng K562 human genomic DNA. A varying amount of PCR co-solvent was then prepared. The reaction was incubated for 35 cycles of 95 ° C for 1 minute, then 95 ° C for 30 seconds; 58 ° C for 30 seconds; 68 ° C for 1 minute.

MMNO:プロリン混合物、ベタイン、L−カルニチン、およびDL−ピペコリン酸の効力の比較を図11に示す。一方、ベタインに対してエクトインを比較した別個の実験の結果を、図12に示す。実験条件は、最終反応物の容量が25mlであることを除き、本質的に上記と同じ条件であった。   A comparison of the efficacy of the MMNO: proline mixture, betaine, L-carnitine, and DL-pipecolic acid is shown in FIG. On the other hand, the result of a separate experiment comparing ectoine to betaine is shown in FIG. The experimental conditions were essentially the same as described above, except that the final reaction volume was 25 ml.

これらの実験において試験された全てのオスモライト(osmolyte)は、P32D9配列の増幅を可能にするのに効果的であり、そして広範な種々のN−アルキルカルボン酸誘導体が、困難なテンプレート(例えば、GC含量が高いテンプレート)のPCR増幅を促進するために使用され得ることを実証する。   All osmolytes tested in these experiments are effective to allow amplification of the P32D9 sequence, and a wide variety of N-alkyl carboxylic acid derivatives are difficult templates (eg, It demonstrates that it can be used to promote PCR amplification of templates with high GC content.

ここで、理解の明確化の目的で、例示および実施例によって幾分詳細に本発明を十分に記載してきたが、同じことが本発明またはその任意の特定の実施態様の範囲に影響することなく、条件、処方、および他のパラメータの広範かつ等価な範囲内で本発明を改変または変更することによって実施され得、そしてそのような改変または変更が添付の特許請求の範囲内に包含されることが意図されることは、当業者に明らかである。   Although the present invention has been described fully in some detail by way of illustration and example for purposes of clarity of understanding, the same will not affect the scope of the invention or any particular embodiment thereof. Can be practiced by modifying or altering the present invention within the broad and equivalent scope of conditions, formulations, and other parameters, and such modifications or changes are encompassed within the scope of the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that

本明細書中で言及した全ての刊行物、特許、および特許出願は、本発明の属する技術分野の当業者の技術レベルの指標であり、そして各個々の刊行物、特許、または特許出願が明確および個々に参考として援用されることが示される場合と同じ程度に、本明細書中で参考として援用される。   All publications, patents, and patent applications mentioned in this specification are indicative of the level of skill of those skilled in the art to which this invention pertains, and each individual publication, patent, or patent application is unambiguous. And to the same extent as if individually indicated to be incorporated by reference.

Claims (29)

核酸分子を合成する際に使用するための組成物であって、該組成物が、以下の式Iもしくは式IIからなる群より選択される化学式を有する1つ以上の化合物、またはそれらの塩もしくは誘導体を含む組成物であって、
Figure 2011041573
ここで、Aは
Figure 2011041573
であり;
ここで、Xは
Figure 2011041573
であり;
ここで、q=1〜100,000であって、ここでq=2〜100,000である場合、式Iの各モノマーは式Iの他のモノマーと同じであっても異なっていてもよく;
ここで、ZはYと同じであっても異なっていてもよく;
ここで、各YおよびZは、−OH、−NH2、−SH、−PO3H、−CO2H、−SO3Hおよび水素からなる群より独立して選択され;
ここで、fは0〜2の整数であり、mは0〜20の整数であり、そしてeは0〜2の整数であり;
ここで、R4、R5およびR6は同じであっても異なっていてもよく、そして水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アミノ、メルカプタン、チオール、ハロ、ニトロ、ニトリロ、ヒドロキシ、ヒドロキシアルキル、ヒドロキシアリール、ホスファト、アルコキシ、オキシド、エーテル、エステル(アルカノイルオキシ)、カルボキシ、カルボニル、スルホニル、スルホンおよびアミド基からなる群より独立して選択され、そしてdは0〜2の整数であり;
ここで、a、b、およびcは独立して、0〜1の整数であり、ただし、a、d、およびcのうち2つより多くは0でなく;
ここで、R1、R2およびR3は、同じであっても異なっていてもよく、そして以下:
a)=O;
b)
Figure 2011041573
からなる群より独立して選択され;
ここで、各R7およびWは、同じであっても異なっていてもよく、そして水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アミノ、チオール、メルカプタン、ハロ、ニトロ、ニトリロ、ヒドロキシ、ヒドロキシアルキル、ヒドロキシアリール、ホスファト、アルコキシ、オキシド、エーテル、エステル(アルカノイルオキシ)、カルボキシ、カルボニル、スルホニル、スルホンおよびアミド基からなる群より独立して選択され;gは0〜2の整数であり、そしてnは0〜20の整数であり;
Figure 2011041573
ここで、式IIは飽和または不飽和であり;
ここで、q=1〜100,000であり、ここでq=2〜100,000の場合、式IIの各モノマーは式IIの他の各モノマーと同じであっても異なっていてもよく;
ここで、XはN、C、O、PおよびSからなる群より選択され;
ここで、YはO、N、S、P、C、−O−NH−、−O−CH2−NH−、−O−CH2−O−、−NH−CH2−NH−、−O−CH(CH3)−NH−、−NH−CH(CH3)−NH−、−O−CH(CH3)−O−、−NH−C(CH32−NH−、−O−S−、−O−CH2−S−、−NH−S−、−NH−CH2−S−および他のメルカプタン、ホスファト、アルコキシ、オキシド、エーテル、エステル(アルカノイルオキシ)、カルボキシ、スルホニル、スルホンおよびアミド基からなる群より選択され;
ここで、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、およびR8は、同じてあっても異なっていてもよく、そして水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アミノ、チオール、メルカプタン、ハロ、ニトロ、ニトリロ、ヒドロキシ、ヒドロキシアルキル、ヒドロキシアリール、ホスファト、アルコキシ、オキシド、エーテル、エステル(アルカノイルオキシ)、カルボキシ、スルホニル、スルホンおよびアミド基からなる群より独立して選択され;そして
ここで、a、b、c、d、e、m、n、およびoは、同じであっても異なっていてもよい整数であり、そしてa、b、c、d、およびeについては0〜2より、そしてm、n、およびoについては0〜5より独立して選択される、
組成物。
A composition for use in the synthesis of a nucleic acid molecule, wherein the composition has one or more compounds having a chemical formula selected from the group consisting of the following formula I or formula II, or a salt or A composition comprising a derivative comprising:
Figure 2011041573
Where A is
Figure 2011041573
Is;
Where X is
Figure 2011041573
Is;
Where q = 1 to 100,000, where q = 2 to 100,000, each monomer of formula I may be the same as or different from other monomers of formula I ;
Where Z may be the same as or different from Y;
Wherein each Y and Z is independently selected from the group consisting of —OH, —NH 2 , —SH, —PO 3 H, —CO 2 H, —SO 3 H and hydrogen;
Where f is an integer from 0 to 2, m is an integer from 0 to 20, and e is an integer from 0 to 2;
Where R 4 , R 5 and R 6 may be the same or different and are hydrogen, alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl, amino, mercaptan, thiol, halo, nitro, nitrilo, hydroxy, hydroxyalkyl Independently selected from the group consisting of: hydroxyaryl, phosphato, alkoxy, oxide, ether, ester (alkanoyloxy), carboxy, carbonyl, sulfonyl, sulfone and amide groups, and d is an integer from 0 to 2;
Where a, b and c are independently integers from 0 to 1, provided that more than two of a, d and c are not 0;
Here, R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different and are:
a) = O;
b)
Figure 2011041573
Independently selected from the group consisting of:
Where each R 7 and W may be the same or different and are hydrogen, alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl, amino, thiol, mercaptan, halo, nitro, nitrilo, hydroxy, hydroxyalkyl, hydroxy Independently selected from the group consisting of aryl, phosphato, alkoxy, oxide, ether, ester (alkanoyloxy), carboxy, carbonyl, sulfonyl, sulfone and amide groups; g is an integer from 0 to 2 and n is 0 An integer of ~ 20;
Figure 2011041573
Where formula II is saturated or unsaturated;
Where q = 1-100,000, where q = 2-100,000, each monomer of formula II may be the same as or different from the other monomers of formula II;
Where X is selected from the group consisting of N, C, O, P and S;
Here, Y is O, N, S, P, C, —O—NH—, —O—CH 2 —NH—, —O—CH 2 —O—, —NH—CH 2 —NH—, —O. —CH (CH 3 ) —NH—, —NH—CH (CH 3 ) —NH—, —O—CH (CH 3 ) —O—, —NH—C (CH 3 ) 2 —NH—, —O— S -, - O-CH 2 -S -, - NH-S -, - NH-CH 2 -S- and other mercaptans, phosphato, alkoxy, oxide, ether, ester (alkanoyloxy), carboxy, sulfonyl, sulfone And selected from the group consisting of amide groups;
Where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , and R 8 may be the same or different and are hydrogen, alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl Independently of the group consisting of, amino, thiol, mercaptan, halo, nitro, nitrilo, hydroxy, hydroxyalkyl, hydroxyaryl, phosphato, alkoxy, oxide, ether, ester (alkanoyloxy), carboxy, sulfonyl, sulfone and amide groups And where a, b, c, d, e, m, n, and o are integers that may be the same or different, and a, b, c, d, and e Independently selected from 0 to 2 and m, n and o are independently selected from 0 to 5;
Composition.
請求項1に記載の組成物であって、ただし、q=1および(R1a、(R2b、および(R3cのうち1つが酸素であり、そして他の2つが同じかまたは異なり、そして水素、メチル、エチルおよびプロピルからなる群より独立して選択されるならば、Aはメチル、エチルまたはプロピルではない、組成物。 A composition according to claim 1, provided that, q = 1 and (R 1) a, (R 2) b, and (R 3) one of c but is oxygen and the other two are the same A composition wherein A is not methyl, ethyl or propyl, if or different and selected independently from the group consisting of hydrogen, methyl, ethyl and propyl. a、b、またはcが0である場合、対応するR基が電子対である、請求項1に記載の組成物。 2. The composition of claim 1, wherein when a, b, or c is 0, the corresponding R group is an electron pair. Yおよび/またはXがNであり、そしてm、nおよびoが1である、請求項1に記載の組成物。 The composition of claim 1, wherein Y and / or X is N and m, n and o are 1. Yおよび/またはXがNおよび/またはOであり、そしてmおよびnが1であり、そしてoが2である、請求項1に記載の組成物。 The composition of claim 1, wherein Y and / or X is N and / or O, m and n are 1, and o is 2. 前記組成物が、式IまたはIIを有する少なくとも2つの化合物、あるいはそれらの塩または誘導体を含む、請求項1に記載の組成物。 2. The composition of claim 1, wherein the composition comprises at least two compounds having formula I or II, or salts or derivatives thereof. 前記組成物が、式IまたはIIを有する2〜5の化合物、あるいはそれらの塩または誘導体を含む。請求項6に記載の組成物。 Said composition comprises 2 to 5 compounds having formula I or II, or salts or derivatives thereof. The composition according to claim 6. 前記組成物が、プロリンまたはそれらの誘導体を含む、請求項6に記載の組成物。 The composition of claim 6, wherein the composition comprises proline or a derivative thereof. 前記組成物がN−アルキルイミダゾール化合物を含む、請求項6に記載の組成物。 The composition according to claim 6, wherein the composition comprises an N-alkylimidazole compound. 前記N−アルキルイミダゾール化合物が1−メチルイミダゾールまたは4−メチルイミダゾールである、請求項9に記載の組成物。 The composition according to claim 9, wherein the N-alkylimidazole compound is 1-methylimidazole or 4-methylimidazole. 前記化合物が、4−メチルモルホリンN−オキシド、ベタイン、カルニチン、エクトイン(ectoine)、平均分子量約50,000〜約500,000ダルトンのポリ(2−エチル−2−オキサゾリン)、および平均分子量約100,000〜約200,000ダルトンのポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロリド)からなる群より選択される、請求項1に記載の組成物。 The compound includes 4-methylmorpholine N-oxide, betaine, carnitine, ectoine, poly (2-ethyl-2-oxazoline) having an average molecular weight of about 50,000 to about 500,000 daltons, and an average molecular weight of about 100. The composition of claim 1 selected from the group consisting of from 1,000,000 to about 200,000 daltons of poly (diallyldimethylammonium chloride). 前記化合物が、4−メチルモルホリンN−オキシド、ベタイン、カルニチン、エクトイン、平均分子量約50,000〜約500,000ダルトンのポリ(2−エチル−2−オキサゾリン)、および平均分子量約100,000〜約200,000ダルトンのポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロリド)からなる群より選択される、請求項6に記載の組成物。 The compound includes 4-methylmorpholine N-oxide, betaine, carnitine, ectoine, poly (2-ethyl-2-oxazoline) having an average molecular weight of about 50,000 to about 500,000 daltons, and an average molecular weight of about 100,000 to 7. The composition of claim 6, wherein the composition is selected from the group consisting of about 200,000 daltons poly (diallyldimethylammonium chloride). 核酸ポリメラーゼ活性を有する1つ以上の酵素をさらに含む、請求項1に記載の組成物。 2. The composition of claim 1, further comprising one or more enzymes having nucleic acid polymerase activity. 核酸ポリメラーゼ活性を有する1つ以上の酵素をさらに含む、請求項6に記載の組成物。 7. The composition of claim 6, further comprising one or more enzymes having nucleic acid polymerase activity. 核酸ポリメラーゼ活性を有する前記酵素が、DNAポリメラーゼ、RNAポリメラーゼおよび逆転写酵素からなる群より選択される、請求項13に記載の組成物。 14. The composition of claim 13, wherein the enzyme having nucleic acid polymerase activity is selected from the group consisting of DNA polymerase, RNA polymerase and reverse transcriptase. 核酸ポリメラーゼ活性を有する前記酵素が、DNAポリメラーゼ、RNAポリメラーゼおよび逆転写酵素からなる群より選択される、請求項14に記載の組成物。 15. The composition of claim 14, wherein the enzyme having nucleic acid polymerase activity is selected from the group consisting of DNA polymerase, RNA polymerase and reverse transcriptase. 前記DNAポリメラーゼがTaq、Tne、Tma、Pfu、VENTTM、DEEPVENTTM、およびTth DNAポリメラーゼ、ならびにそれらの変異体、改変体および誘導体からなる群より選択される、請求項15に記載の組成物。 16. The composition of claim 15, wherein the DNA polymerase is selected from the group consisting of Taq, Tne, Tma, Pfu, VENT , DEEPVENT , and Tth DNA polymerase, and variants, variants and derivatives thereof. 前記逆転写酵素が、M−MLV逆転写酵素、RSV逆転写酵素、AMV逆転写酵素、RAV逆転写酵素、MAV逆転写酵素、およびHIV逆転写酵素、ならびにそれらの変異体、改変体および誘導体からなる群より選択される、請求項15に記載の組成物。 The reverse transcriptase is from M-MLV reverse transcriptase, RSV reverse transcriptase, AMV reverse transcriptase, RAV reverse transcriptase, MAV reverse transcriptase, and HIV reverse transcriptase, and variants, variants and derivatives thereof. The composition of claim 15, wherein the composition is selected from the group consisting of: 前記逆転写酵素のRNaseH活性が実質的に減少している、請求項15に記載の組成物。 16. The composition of claim 15, wherein the reverse transcriptase has a substantially reduced RNase H activity. 1つ以上のアミノ酸、1つ以上のサッカリド、1つ以上のポリアルコール、またはそれらの誘導体、あるいはそれらの組み合わせからなる群から選択される1つ以上の成分を含む核酸分子を合成する際に使用するための、組成物。 Use in synthesizing nucleic acid molecules comprising one or more components selected from the group consisting of one or more amino acids, one or more saccharides, one or more polyalcohols, or derivatives thereof, or combinations thereof For the composition. 請求項1または20のいずれか1項に記載の2つ以上の化合物または成分を組み合わせることによって得られる、組成物。 21. A composition obtained by combining two or more compounds or components according to any one of claims 1 or 20. 核酸分子を合成するための方法であって、該方法は:
(a)核酸の鋳型を、請求項1または20に記載の1つ以上の組成物と混合し、混合物を形成する工程;および
(b)該鋳型の全体または一部に相補的な第1の核酸分子を作製するのに充分な条件下で該混合物をインキュベートする工程、
を包含する、方法。
A method for synthesizing a nucleic acid molecule, the method comprising:
(A) mixing a nucleic acid template with one or more compositions of claim 1 or 20 to form a mixture; and (b) a first complementary to all or part of the template. Incubating the mixture under conditions sufficient to produce a nucleic acid molecule;
Including the method.
前記第1の核酸分子の全体または部分に相補的な第2の核酸分子を作製するのに充分な条件下で、該第1の核酸分子をインキュベートする工程をさらに包含する、請求項22に記載の方法。 23. The method of claim 22, further comprising incubating the first nucleic acid molecule under conditions sufficient to produce a second nucleic acid molecule that is complementary to all or a portion of the first nucleic acid molecule. the method of. 請求項22に記載の方法に従って作製される、核酸分子。 23. A nucleic acid molecule made according to the method of claim 22. 核酸分子を増幅するための方法であって、該方法は、以下:
(a)核酸の鋳型を、請求項1または20に記載の1つ以上の組成物と混合し、混合物を形成する工程;および
(b)該鋳型の全体または一部に相補的な核酸分子を増幅するのに充分な条件下で該混合物をインキュベートする工程、
を包含する、方法。
A method for amplifying a nucleic acid molecule comprising the following:
(A) mixing a nucleic acid template with one or more compositions of claim 1 or 20 to form a mixture; and (b) a nucleic acid molecule complementary to all or part of the template. Incubating the mixture under conditions sufficient to amplify;
Including the method.
核酸分子を配列決定するための方法であって、該方法は、以下:
(a)配列決定されるべき核酸分子を、1つ以上のプライマー、請求項1または20に記載の1つ以上の組成物、1つ以上のヌクレオチド、および1つ以上の終結因子と混合し、混合物を形成する工程;
(b)配列決定されるべき該分子の全体または一部に相補的な分子の集団を合成するのに充分な条件下で該混合物をインキュベートする工程;および
(c)該集団を分離して、配列決定されるべき該分子の全体または一部のヌクレオチド配列を決定する工程、
を包含する、方法。
A method for sequencing a nucleic acid molecule comprising the following:
(A) mixing the nucleic acid molecule to be sequenced with one or more primers, one or more compositions according to claim 1 or 20, one or more nucleotides, and one or more terminators; Forming a mixture;
(B) incubating the mixture under conditions sufficient to synthesize a population of molecules complementary to all or part of the molecule to be sequenced; and (c) separating the population; Determining the nucleotide sequence of all or part of the molecule to be sequenced;
Including the method.
核酸分子を合成する際に使用するためのキットであって、該キットが、請求項1または20に記載の1つ以上の化合物または成分を含む、キット。 21. A kit for use in synthesizing nucleic acid molecules, wherein the kit comprises one or more compounds or components of claim 1 or 20. 前記キットが、少なくとも2つの前記化合物または成分を含む、請求項27に記載のキット。 28. The kit of claim 27, wherein the kit comprises at least two of the compounds or components. 前記キットが、1つ以上のヌクレオチド、1つ以上のDNAポリメラーゼ、1つ以上の転写酵素、1つ以上の適切な緩衝液、1つ以上のプライマー、および1つ以上の終結因子からなる群より選択される1つ以上の成分をさらに含む、請求項27に記載のキット。 The kit comprises the group consisting of one or more nucleotides, one or more DNA polymerases, one or more transcriptases, one or more suitable buffers, one or more primers, and one or more terminators. 28. The kit of claim 27, further comprising one or more selected components.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021509584A (en) * 2018-01-05 2021-04-01 ストラトス ゲノミクス インコーポレイテッド Enhancement of nucleic acid polymerization by aromatic compounds

Families Citing this family (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6787305B1 (en) * 1998-03-13 2004-09-07 Invitrogen Corporation Compositions and methods for enhanced synthesis of nucleic acid molecules
CA2350882C (en) 1998-11-12 2011-02-22 Invitrogen Corporation Transfection reagents
AU776129B2 (en) * 1999-05-21 2004-08-26 Invitrogen Corporation Compositions and methods for labeling of nucleic acid molecules
JP4540872B2 (en) * 2001-04-02 2010-09-08 株式会社資生堂 Inhibitor or repair agent for skin damage caused by drying
US6841349B2 (en) * 2001-05-07 2005-01-11 Applera Corporation Applied Biosystems Group Methods for the reduction of stutter in microsatellite amplification
US6780588B2 (en) 2001-05-07 2004-08-24 Applera Corporation Methods for the reduction of stutter in microsatellite amplification
US6783940B2 (en) 2001-10-31 2004-08-31 Applera Corporation Method of reducing non-specific amplification in PCR
ATE427992T1 (en) 2001-11-14 2009-04-15 Toyo Boseki DNA SYNTHESIS PROMOTORS, DNA POLYMERASE ASSOCIATED FACTORS AND USE THEREOF
US20040152072A1 (en) * 2002-07-30 2004-08-05 Invitrogen Corporation Reverse transcription
PT3521297T (en) 2003-05-30 2022-03-18 Gilead Pharmasset Llc Modified fluorinated nucleoside analogues
US7727752B2 (en) 2003-07-29 2010-06-01 Life Technologies Corporation Kinase and phosphatase assays
EP3167961A1 (en) 2004-04-08 2017-05-17 Biomatrica, Inc. Integration of sample storage and sample management for life science
JP4590957B2 (en) * 2004-07-13 2010-12-01 東洋紡績株式会社 Method for promoting ligation reaction by DNA ligase and DNA ligase composition
CN101023094B (en) 2004-07-21 2011-05-18 法莫赛特股份有限公司 Preparation of alkyl-substituted 2-deoxy-2-fluoro-d-ribofuranosyl pyrimidines and purines and their derivatives
SG192409A1 (en) 2004-09-14 2013-08-30 Gilead Pharmasset Llc 2-deoxy-2-fluoro-2-c-methyl-ribono lactones, and preparation thereof and 1,3-dioxolanes
GB2420560A (en) * 2004-11-30 2006-05-31 Bioline Ltd A method for increasing the specificity of enzymatic DNA synthesis
US20080305142A1 (en) * 2004-12-11 2008-12-11 Cytogenix, Inc. Cell Free Biosynthesis of High-Quality Nucleic Acid and Uses Thereof
US7781165B2 (en) * 2005-10-19 2010-08-24 Roche Diagnostics Operations, Inc. Benzimidazolium compounds and salts of benzimidazolium compounds for nucleic acid amplification
CN103172700B (en) 2006-02-27 2014-12-17 霍夫曼-拉罗奇有限公司 Pcr hot start by magnesium sequestration
US20070288937A1 (en) * 2006-05-08 2007-12-13 Microsoft Corporation Virtual Device Driver
US20080064071A1 (en) * 2006-07-25 2008-03-13 Hogrefe Holly H Zwitterionic detergents for the storage and use of DNA polymerases
US8568982B2 (en) * 2006-08-09 2013-10-29 National University Of Singapore Methods of nucleic acid synthesis using particular crowding agents and concentrations
EP1970440A1 (en) * 2007-03-06 2008-09-17 Qiagen GmbH Polymerase stabilization by ionic detergents
US7964580B2 (en) 2007-03-30 2011-06-21 Pharmasset, Inc. Nucleoside phosphoramidate prodrugs
US20110014676A1 (en) * 2007-06-29 2011-01-20 Battelle Memorial Institute Protein stabilization
JP4761265B2 (en) * 2007-10-17 2011-08-31 学校法人甲南学園 COMPOSITION CONTAINING COMPOUND FOR PROMOTING NUCLEIC ACID SYNTHESIS, USE THEREOF, AND METHOD FOR PRODUCING THE COMPOUND
CA2658520C (en) 2008-03-19 2016-11-08 F. Hoffmann-La Roche Ag Nucleic acid amplification in the presence of modified randomers
US8173621B2 (en) 2008-06-11 2012-05-08 Gilead Pharmasset Llc Nucleoside cyclicphosphates
US7910720B2 (en) 2008-09-09 2011-03-22 Roche Diagnostics Operations, Inc. Polyanion for improved nucleic acid amplification
CN101392282B (en) * 2008-10-13 2011-04-27 天根生化科技(北京)有限公司 Mixed solution special for PCR for amplifying high GC content fragment and use thereof
US20120028259A1 (en) * 2008-12-05 2012-02-02 Dna Polymerase Technology Inc. Compositions for improving gene amplification
KR20110098849A (en) 2008-12-23 2011-09-01 파마셋 인코포레이티드 Nucleoside analogs
AU2009329872B2 (en) 2008-12-23 2016-07-07 Gilead Pharmasset Llc Synthesis of purine nucleosides
AR074897A1 (en) 2008-12-23 2011-02-23 Pharmasset Inc NUCLEOSID PHOSPHORAMIDATES
US8409805B2 (en) * 2009-02-13 2013-04-02 Asuragen, Inc. Method of amplification of GC-rich DNA templates
TWI576352B (en) 2009-05-20 2017-04-01 基利法瑪席特有限責任公司 Nucleoside phosphoramidates
US8618076B2 (en) 2009-05-20 2013-12-31 Gilead Pharmasset Llc Nucleoside phosphoramidates
US9732337B2 (en) 2009-06-16 2017-08-15 The United Stated of America, as represented by the Secretary, Department of Health & Human Services RNA nanoparticles and nanotubes
PL3290428T3 (en) 2010-03-31 2022-02-07 Gilead Pharmasset Llc Tablet comprising crystalline (s)-isopropyl 2-(((s)-(((2r,3r,4r,5r)-5-(2,4-dioxo-3,4-dihydropyrimidin-1 (2h)-yl)-4-fluoro-3-hydroxy-4-methyltetrahydrofuran-2-yl)methoxy)(phenoxy)phosphoryl)amino)propanoate
TW201139457A (en) 2010-03-31 2011-11-16 Pharmasset Inc Stereoselective synthesis of phosphorus containing actives
WO2012018639A2 (en) 2010-07-26 2012-02-09 Biomatrica, Inc. Compositions for stabilizing dna, rna and proteins in saliva and other biological samples during shipping and storage at ambient temperatures
JP5933544B2 (en) 2010-07-26 2016-06-08 バイオマトリカ, インコーポレーテッド Compositions for stabilizing blood DNA, RNA and proteins and other biological samples shipped and stored at ambient temperature
CA2818853A1 (en) 2010-11-30 2012-06-07 Gilead Pharmasset Llc 2'-spirocyclo-nucleosides for use in therapy of hcv or dengue virus
CN102181428A (en) * 2010-12-30 2011-09-14 山东大正医疗器械股份有限公司 Method for improving polymerase chain reaction amplification effects by using L-isoleucine
WO2012125123A1 (en) 2011-03-11 2012-09-20 National University Of Singapore Pericyte progenitors from peripheral blood
CN102286471A (en) * 2011-09-01 2011-12-21 山东大正医疗器械股份有限公司 Method for enhancing amplification effect of polymerase chain reaction (PCR) with L-valine and application
CN102286470A (en) * 2011-09-01 2011-12-21 山东大正医疗器械股份有限公司 Method for enhancing amplification effect of polymerase chain reaction (PCR) with L-methionine and application
CN102286469A (en) * 2011-09-01 2011-12-21 山东大正医疗器械股份有限公司 Method for enhancing amplification effect of polymerase chain reaction (PCR) with L-leucine and application
SG10201602044WA (en) 2011-09-16 2016-04-28 Gilead Pharmassett Llc Methods For Treating HCV
US8889159B2 (en) 2011-11-29 2014-11-18 Gilead Pharmasset Llc Compositions and methods for treating hepatitis C virus
US9689013B2 (en) * 2012-01-31 2017-06-27 Takara Bio Inc. Method for improving nucleic acid synthesis reaction
EP3249054A1 (en) * 2012-12-20 2017-11-29 Biomatrica, INC. Formulations and methods for stabilizing pcr reagents
EA029081B9 (en) 2013-01-31 2018-09-28 Джилид Фармассет Ллс Combination formulation of two antiviral compounds
SI3650014T1 (en) 2013-08-27 2022-01-31 Gilead Pharmasset Llc Combination formulation of two antiviral compounds
WO2015042101A1 (en) 2013-09-17 2015-03-26 The United States Of America, As Represented By The Secretary, Department Of Health & Human Services Multifunctional rna nanoparticles and methods of use
CN104560945A (en) * 2013-10-09 2015-04-29 镇江拜因诺生物科技有限公司 Application of Ectoine used as synergist in PCR
JP2016539639A (en) 2013-11-13 2016-12-22 アンスティチュ ナショナル ドゥ ラ サンテ エ ドゥ ラ ルシェルシュ メディカル Kit of parts containing nucleic acids capable of forming a kissing complex and uses thereof
US10517890B2 (en) 2014-05-06 2019-12-31 The United States Of America, As Represented By The Secretary, Department Of Health And Human Services Triggering RNA interference with RNA-DNA and DNA-RNA nanoparticles
GB201409777D0 (en) 2014-06-02 2014-07-16 Illumina Cambridge Ltd Methods of reducing density-dependent GC bias in isothermal amplification
WO2015191632A1 (en) 2014-06-10 2015-12-17 Biomatrica, Inc. Stabilization of thrombocytes at ambient temperatures
CN106572974B (en) 2014-07-15 2021-04-23 生命技术公司 Compositions and methods having lipid aggregates for efficient delivery of molecules to cells
CN113588501A (en) 2015-12-08 2021-11-02 生物马特里卡公司 Reducing erythrocyte sedimentation rate
JP6969089B2 (en) * 2015-12-11 2021-11-24 東洋紡株式会社 Nucleic acid amplification composition and nucleic acid amplification method
US11512313B2 (en) 2017-04-03 2022-11-29 The United States Of America, As Represented By The Secretary, Department Of Health And Human Services Functionally-interdependent shape switching nucleic acid nanoparticles
WO2019122200A1 (en) * 2017-12-22 2019-06-27 Thermo Fisher Scientific Baltics Uab Polymerase chain reaction composition comprising amines
CN110117645B (en) * 2019-05-22 2021-12-03 上海碧云天生物技术有限公司 Betaine-based nucleic acid probe and application thereof
WO2020263703A1 (en) * 2019-06-26 2020-12-30 Stratos Genomics, Inc. Enhancement of nucleic acid polymerization by aromatic compounds

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4683195A (en) 1986-01-30 1987-07-28 Cetus Corporation Process for amplifying, detecting, and/or-cloning nucleic acid sequences
US4965188A (en) 1986-08-22 1990-10-23 Cetus Corporation Process for amplifying, detecting, and/or cloning nucleic acid sequences using a thermostable enzyme
US4683202A (en) 1985-03-28 1987-07-28 Cetus Corporation Process for amplifying nucleic acid sequences
US4767699A (en) 1985-05-02 1988-08-30 Allied Corporation Diagnostic reagent, kit and method employing polynucleotide displacement, separation, enzymatic cleavage and adenosine phosphate detection
US4800159A (en) * 1986-02-07 1989-01-24 Cetus Corporation Process for amplifying, detecting, and/or cloning nucleic acid sequences
US5079352A (en) 1986-08-22 1992-01-07 Cetus Corporation Purified thermostable enzyme
US4889818A (en) 1986-08-22 1989-12-26 Cetus Corporation Purified thermostable enzyme
US5374553A (en) 1986-08-22 1994-12-20 Hoffmann-La Roche Inc. DNA encoding a thermostable nucleic acid polymerase enzyme from thermotoga maritima
US4962022A (en) 1986-09-22 1990-10-09 Becton Dickinson And Company Storage and use of liposomes
US4795699A (en) 1987-01-14 1989-01-03 President And Fellows Of Harvard College T7 DNA polymerase
US5173411A (en) 1987-01-14 1992-12-22 President And Fellows Of Harvard College Method for determining the nucleotide base sequence of a DNA molecule
US5244797B1 (en) 1988-01-13 1998-08-25 Life Technologies Inc Cloned genes encoding reverse transcriptase lacking rnase h activity
CA1340807C (en) 1988-02-24 1999-11-02 Lawrence T. Malek Nucleic acid amplification process
US5498523A (en) 1988-07-12 1996-03-12 President And Fellows Of Harvard College DNA sequencing with pyrophosphatase
US4962020A (en) 1988-07-12 1990-10-09 President And Fellows Of Harvard College DNA sequencing
US5165925A (en) 1989-05-02 1992-11-24 State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Vaccine for immunizing fish against infectious pancreatic necrosis virus
US5270179A (en) 1989-08-10 1993-12-14 Life Technologies, Inc. Cloning and expression of T5 DNA polymerase reduced in 3'- to-5' exonuclease activity
US5047342A (en) 1989-08-10 1991-09-10 Life Technologies, Inc. Cloning and expression of T5 DNA polymerase
US5194370A (en) 1990-05-16 1993-03-16 Life Technologies, Inc. Promoter ligation activated transcription amplification of nucleic acid sequences
US5187085A (en) * 1990-09-28 1993-02-16 Applied Biosystems, Inc. Nucleic acid sequence analysis with nucleoside-5'-o-(1-thiotriphosphates)
JP2709311B2 (en) 1990-09-28 1998-02-04 エフ.ホフマン−ラ ロシュ アクチェンゲゼルシャフト 5 → 3 ′ exonuclease mutation of thermostable DNA polymerase
EP0553264A4 (en) 1990-10-05 1994-07-13 Wayne M Barnes Thermostable dna polymerase
US5455166A (en) 1991-01-31 1995-10-03 Becton, Dickinson And Company Strand displacement amplification
US5350672A (en) 1993-01-22 1994-09-27 Kansas State University Research Foundation Specific DNA primers and method to use same detect Eperythrozoon suis
US5436149A (en) 1993-02-19 1995-07-25 Barnes; Wayne M. Thermostable DNA polymerase with enhanced thermostability and enhanced length and efficiency of primer extension
ATE165118T1 (en) 1993-06-09 1998-05-15 Gamera Bioscience Corp MAGNETIC CYCLE REACTIONS
US5500356A (en) 1993-08-10 1996-03-19 Life Technologies, Inc. Method of nucleic acid sequence selection
US5484702A (en) 1994-01-27 1996-01-16 Research Foundation Of The State University Of New York At Buffalo Method for preselecting recombinant clones containing a specific nucleic acid sequence and subsequent transformation with preselected clones
JP3616394B2 (en) * 1994-01-31 2005-02-02 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア Method for removal of DNA sequencing artifacts
US5512462A (en) 1994-02-25 1996-04-30 Hoffmann-La Roche Inc. Methods and reagents for the polymerase chain reaction amplification of long DNA sequences
DE4411588C1 (en) 1994-03-30 1995-09-28 Deutsches Rheuma Forschungszen Buffer, contg. betaine, for RNA- and DNA-polymerase reactions
DE4411594C1 (en) 1994-03-30 1995-12-14 Deutsches Rheumaforschungszent Test kit for detecting HLA gene alleles by PCR amplification
US5648211A (en) 1994-04-18 1997-07-15 Becton, Dickinson And Company Strand displacement amplification using thermophilic enzymes
US5912155A (en) 1994-09-30 1999-06-15 Life Technologies, Inc. Cloned DNA polymerases from Thermotoga neapolitana
US5614365A (en) 1994-10-17 1997-03-25 President & Fellow Of Harvard College DNA polymerase having modified nucleotide binding site for DNA sequencing
US5545539A (en) 1994-10-18 1996-08-13 Genzyme Corporation Method for nucleotide sequence amplification
US5556771A (en) 1995-02-10 1996-09-17 Gen-Probe Incorporated Stabilized compositions of reverse transcriptase and RNA polymerase for nucleic acid amplification
WO1997048797A1 (en) * 1996-06-17 1997-12-24 Genzyme Corporation Novel human chromosome 16 genes, compositions, methods of making and using same
US5871929A (en) 1996-07-23 1999-02-16 Barnes; Wayne M. Suppression of pyrophosphorolysis in DNA sequencing and in other applications involving DNA replication
US6013488A (en) 1996-07-25 2000-01-11 The Institute Of Physical And Chemical Research Method for reverse transcription
US6458556B1 (en) 1996-07-25 2002-10-01 The Institute Of Physical & Chemical Research Method for enhancing enzyme activity at elevated temperature
AU8162598A (en) 1997-06-25 1999-01-04 Life Technologies, Inc. Improved method for isolating and recovering target dna or rna molecules having a desired nucleotide sequence
IL123256A0 (en) 1998-02-10 1998-09-24 Yeda Res & Dev Methods for dna amplification and sequencing
US6787305B1 (en) 1998-03-13 2004-09-07 Invitrogen Corporation Compositions and methods for enhanced synthesis of nucleic acid molecules

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021509584A (en) * 2018-01-05 2021-04-01 ストラトス ゲノミクス インコーポレイテッド Enhancement of nucleic acid polymerization by aromatic compounds
JP7323534B2 (en) 2018-01-05 2023-08-08 ストラトス ゲノミクス インコーポレイテッド Enhancement of nucleic acid polymerization by aromatic compounds
US11970731B2 (en) 2018-01-05 2024-04-30 Roche Sequencing Solutions, Inc. Enhancement of nucleic acid polymerization by aromatic compounds

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